Πράσινοι διαλύτες στην απομόνωση φυσικών πρώτων υλών για τα καλλυντικά προϊόντα

Τσολομίτη-Μαρόζικ, Βαλέρια

Green solvents for the extraction of natural compounds for use in cosmetic products

Πτυχιακή εργασία

Author

Τσολομίτη-Μαρόζικ, Βαλέρια

Date

2022

Advisor

Παπαδόπουλος, Απόστολος

Tsolomiti_18678122.pdf (2.334Mb)

Keywords

Οργανικοί διαλύτες ; Πράσινη χημεία ; Πράσινοι διαλύτες ; Υπερκρίσιμα ρευστά ; Υπερκρίσιμη εκχύλιση ; Υπερκρίσιμο CO2 ; Φυσικές βιοδραστικές ενώσεις ; Καλλυντικά προϊόντα ; Κοσμητολογία

Abstract

Πληθώρα εργαστηριακών και βιομηχανικών διεργασιών απαιτεί τη χρήση μεγάλων ποσοτήτων ορισμένων εύφλεκτων και τοξικών οργανικών διαλυτών. Ένας από τους πιο συχνούς χημικούς κινδύνους για την υγεία στον εργασιακό χώρο αποτελεί η έκθεση σε οργανικούς διαλύτες. Η πτητικότητα και ευφλεκτότητα των διαλυτών σχετίζεται με ζητήματα ασφαλείας όπως ατυχημάτων πυρκαγιάς. Η έκθεση σε οργανικούς διαλύτες πιθανόν να προκαλέσει από ήπιες, βραχυπρόθεσμες, μέχρι μακροπρόθεσμες και σοβαρότερες επιπτώσεις στην υγεία. Εκτός από την άμεση επαγγελματική έκθεση, η απελευθέρωση και η συσσώρευση των διαλυτών στο περιβάλλον βλάπτει και απειλεί τα οικοσυστήματα. Στα παραπάνω ζητήματα προσπαθεί να βρει λύση∙ η Πράσινη Χημεία, ένας αναπτυσσόμενος τομέας, ο οποίος έχει ως στόχο την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και τη σχεδίαση ασφαλών και φιλικών προς το περιβάλλον προϊόντων, που θα ικανοποιούν τις τεχνολογικές και τις οικονομικές απαιτήσεις. Στο πλαίσιο αυτό, εισάγονται έννοιες όπως η πράσινη εκχύλιση και οι πράσινοι διαλύτες. Οι πράσινοι διαλύτες διαθέτουν αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα και μπορούν να αντικαταστήσουν επιτυχώς τους συμβατικούς οργανικούς διαλύτες. Το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα (SC-CO2) είναι ο περισσότερο χρησιμοποιούμενος υπερκρίσιμος διαλύτης. Βρίσκει εφαρμογή σε πληθώρα χημικών βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένης και της καλλυντικής βιομηχανίας. Οι μοναδικές του ιδιότητες το καθιστούν τον καταλληλότερο διαλύτη για την εκχύλιση και την παραλαβή υψηλής ποιότητας εκχυλισμάτων βιοδραστικών ουσιών, φυσικής προέλευσης, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως συστατικά έτοιμων καλλυντικών προϊόντων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται οι οργανικοί διαλύτες, οι επιπτώσεις τους στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία, αναφέροντας τη χρήση τους στην κοσμητολογία. Πραγματοποιείται μια ανασκόπηση της Πράσινης Χημείας, των αρχών της και της βιωσιμότητας της καλλυντικής βιομηχανίας. Αναλύονται, οι πράσινοι διαλύτες και τα υπερκρίσιμα ρευστά. Τέλος, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην εκχύλιση φυσικών πρώτων υλών με SC-CO2, παρουσιάζοντας τα οφέλη και τα μειονεκτήματα της διεργασίας, για εφαρμογή στον τομέα της κοσμητολογίας.

Abstract

A Plethora of laboratory and industrial processes necessitate the use of large quantities of certain flammable and toxic organic solvents. Exposure to organic solvents is one of the workplace’s most common chemical health concerns. The volatility and flammability of solvents are related to safety issues such as fire accidents. Organic solvent exposure may result in moderate, short-term, or long-term and major health complications. In addition to direct occupational exposure, solvent release and accumulation in the environment affect and threaten ecosystems. By creating new technologies and designing safe, environmentally friendly products that will satisfy both technological and economic needs, Green Chemistry, a rapidly expanding field, is attempting to discover answers to the aforementioned problems. Concepts such as green extraction and green solvents are being introduced. Green solvents have remarkable advantages and can successfully replace conventional organic ones. Supercritical carbon dioxide (SC-CO2) is the most commonly used supercritical solvent. Its wide range of applications in several chemical industries, including the cosmetic industry. Due to its distinct properties, it is the most suitable solvent for producing high-quality extracts of bioactive substances, from natural sources, which are used as components in finished cosmetic products. This thesis examines organic solvents and their negative impacts on the environment and human health. Their use and application in the field of cosmetic science are also mentioned. Green Chemistry and its principles are being reviewed, as well as the cosmetic industry's sustainability. Green solvents and supercritical fluids, as superior solvents, compared to classical organics, are analyzed. Finally, particular emphasis is given to the extraction of natural compounds with SC-CO2, presenting the benefits and drawbacks of the process for application in the field of cosmetic science.