Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:10:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os polímeros biodegradáveis possuem propriedades similares aos plásticos convencionais e têm a vantagem de serem degradados no solo em poucos meses pela ação de microrganismos. O poli(3-hidroxibutirato) - P(3HB) é um poliéster produzido e acumulado como reserva de energia por inúmeras bactérias, na forma de grânulos localizados no interior das células. A proposta deste trabalho foi sintetizar P(3HB) com o cultivo da bactéria Ralstonia eutropha na presença de diferentes concentrações de ácido oléico (AO), em diferentes temperaturas, avaliando seu efeito sobre o crescimento celular e a síntese do polímero. Os resultados demonstraram que o acréscimo de ácido oléico contribuiu para o aumento da velocidade específica de crescimento e a produtividade em células em condições balanceadas a 30ºC, em frascos agitados. Em biorreator, a adição de ácido oléico proporcionou a maior produtividade e conversão de substrato em polímero. Com a adição de 3,0g/L de ácido oléico ou equivalente em óleo de canola, o aumento da quantidade de P(3HB) produzido chegou a 100% quando adicionado nas duas fases. O aumento crescente de ácido oléico levou à formação de polímeros menos cristalinos, com redução no grau de cristalinidade de 70,4% (0g/L de AO) para 52,5% (3,0g/L de AO). Uma redução de 11ºC na temperatura de fusão (Tm )em relação à amostra controle foi observada para o polímero sintetizado com 3,0 g/L de AO. A temperatura de início de degradação (Ti) variou entre 280-283,9ºC para as concentrações de 0 a 1,5g/L de AO. Com a adição de 3,0g/L de AO a Ti caiu para 270ºC. Para avaliar a biodegradação, os filmes preparados por evaporação de solvente, em várias composições, foram enterrados no fundo de copos de Becker contendo solo envelhecido. As amostras permaneceram enterradas por 0, 7, 14 e 21dias. A análise visual para taxa de biodegradação foi: 3,0g/L de AO > 1,5g/L de AO > 0,9g/L de AO # 0,3g/L de AO > 0g/L de AO. Com 0,9 e 3,0g/L de AO após 7 dias de degradação em solo houve uma diminuição acentuada na entalpia de fusão e no grau de cristalinidade. Em decorrência das propriedades físicas inferiores do P(3HB), a última parte do presente trabalho teve como objetivo preparar blendas de P(3HB)/PCL e estudar a biodegradação dessas misturas em solo. A poli (e-caprolactona) (PCL) age como plastificante polimérico, melhorando a processabilidade da blenda. Foi possível concluir que as blendas com alto teor de P(3HB) degradam mais rápido do que o P(3HB) puro. Os resultados das análises de calorimetria exploratório diferencial (DSC) indicaram um aumento do grau de cristalinidade e aumento da temperatura de fusão, o que sugere que a degradação se inicia na parte amorfa e que está ocorrendo simultaneamente um processo de recristalização, formando cristais mais perfeitos, que se fundem a uma temperatura superior. As análises termogravimétricas evidenciaram uma diminuição da estabilidade térmica tanto para o P(3HB) como para as blendas, independentemente da sua composição, ao longo do tempo de degradação. De uma forma geral, os resultados mostram uma mudança drástica na cinética de biodegradação em solo das blendas a partir de 50% de P(3HB) na blenda. The environmental impact caused by the disposal of plastics has motivated the development of biodegradable and biocompatible materials. Polyhydroxyalkanoates have been attracting much attention in recent years as biodegradable and biocompatible thermoplastics with potential applications ranging from agricultural implements to biomedical applications. One example of this kind of material is poly(3-hydroxybutyrate), P(3HB) a bacterial storage compound that are synthesized and deposited intracellularly in the form of inclusion bodies ("granules") and might amount up to 90% of the cellular dry weight. The results showed that supplementation with oleic acid of cultures producing P(3HB) increased the growth rate and the cell productivity in balanced condition at 30ºC in shake flasks. In bioreactor, the addition of oleic acid gave the best productivity and polymer yield (Y pol/S). With 3,0 g/L of oleic acid or equivalent in canole oil, the polymer production was 100% increased, if added in both phases. The crystallinity was reduced from c.a 70% (0 g/L of oleic acid) to c.a 52% (3,0 g/L of oleic acid). A reduction of 11ºC in melting temperature (Tm) was observed for the polymer synthesized with 3,0 g/L of oleic acid. The onset temperature (Ti) of degradation varied between 280-284ºC for 0 to 1,5 g/L of oleic acid. With 3,0 g/L of oleic acid, the Ti decreased to 270ºC. To evaluate the biodegradation, the films prepared by casting, in various compositions, were buried in Beckers with soil for 0, 7, 14 and 21 days. The visual analysis for biodegradation was: 3,0 g/L of oleic acid > 1,5 g/L of oleic acid > 0,9 g/L of oleic acid # 0,3 g/L of oleic acid > 0 g/L of oleic acid. With 0,9 and 0,3 g/L of oleic acid, after 7 days of degradation in soil, the melting enthalpy and the crystallinity degree were diminished. Considering the low properties of P(3HB), the last part of this work aimed to prepare P(3HB)/PCL blend and to study their biodegradability. PCL acts as plasticizer, improving the blend characteristics. It was possible to conclude that blends with high content of P(3HB) was degraded faster than the homopolymer P(3HB). The results of DSC showed an increase in the crystallinity degree, which suggests that the degradation starts in the amorphous phase and it is occurring a recrystallization process, simultaneously, with crystals more perfects with higher Tm. The TGA analyses showed that thermal stability decreased for P(3HB) and for blends, despite their composition, as long as the biodegradation proceeded. In general, the results presented a radical change in biodegradation kinetics in soil for blends over 50% of P(3HB) in their composition.

Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258390.pdf: 2500765 bytes, checksum: 3c48a14276f288a91d5bd7ea177d85db (MD5) / Em todo o mundo a preocupação em relação à poluição atmosférica é crescente, mais especificamente com relação à contaminação por substâncias com características de toxicidade e persistência que as tornam perigosas à saúde humana, às plantas e aos animais. A indústria do petróleo e o uso de seus derivados contribuem significativamente na liberação dos compostos orgânicos voláteis. A problemática ambiental da presença de compostos voláteis na atmosfera deve-se ao fato de alguns serem tóxicos, apresentarem forte odor e estarem envolvidos com chuva ácida, smog fotoquímico e efeito estufa. Os tanques de gasolina representam uma grande fonte de emissões atmosféricas, com perdas de 65,64 t.ano-1. O vapor da gasolina consiste em uma mistura de aproximadamente 90 hidrocarbonetos voláteis, incluindo cadeias alifáticas, cicloalcanos e aromáticos. Devido ao problema ambiental desses poluentes, torna-se necessário medidas de redução e tratamento, tanto por métodos físicoquímico quanto por biológicos. A biofiltração é apondada pela EPA como a melhor tecnologia para tratamento de vapores de gasolina emanados de postos de combustíveis e liberados pelos solos contaminados. Essa tecnologia é baseada na transferência do gás para uma fase líquida dentro de um meio suporte contendo microrganismos, onde ocorrerá a oxidação do poluente liberando CO2 e H2O. Este trabalho teve como objetivo isolar microrganismos provenientes de um biofiltro utilizado para tratamento de vapores de gasolina, estudar a abundância, morfologia e avaliar o crescimento utilizando gasolina como fonte de carbono e energia. Foi realizada a contagem das UFC/g, a avaliação do crescimento em meio líquido com diferentes concentrações de gasolina, a produção de biosurfactantes e a determinação para três bactérias com diferentes habilidades na utilização do substrato. Os resultados mostraram que a microbiota predominate em biofiltros de tratamento de vapores de gasolina é Gram negativa, apresentando contagem da ordem de 1,8x107 UFC/g, o que é coerente para esses sistemas. Também foi verificado que nem todos os isolados que utilizam de alguma forma a gasolina são capazes de produzir biosurfactantes. Entretanto, observou-se uma relação positiva entre a produção de biosurfactantes e o crescimento bacteriano. A presença de bactérias na amostra do suporte do biofiltro que isoladamente não cresceram na presença de gasolina sugere uma co-relação inter-específica com bactérias degradadoras de gasolina. Concentrações de gasolina da ordem de 0,2 % e superiores são tóxicas para micorganismos isolados de zonas do biofiltro que operam com baixas concentrações de vapores de gasolina. Os isolados produtores de biosurfactante apresentam maior crescimento, representando um potencial maior para utilização como inoculantes para sistemas de tratamento de vapores de gasolina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:17:51Z : No. of bitstreams: 1 251021.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / O uso do biodiesel no Brasil para veículos comerciais a diesel passou a ser autorizado pelo governo a partir de janeiro de 2005, permitindo uma adição de 2% deste combustível alternativo ao diesel. O biodiesel é um combustível de queima limpa obtido pela transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais e possui como principais vantagens ambientais o fato de ser renovável, biodegradável e de baixa toxicidade. Portanto, com a comercialização do biodiesel, o destino deste no ambiente aquático é de grande interesse, pois os derramamentos de petróleo constituem uma das principais fontes de contaminação dos ecossistemas. Neste estudo, avaliou-se a biodegradação do biodiesel puro (B100) de soja e mamona e sua interação com os compostos BTEX, utilizando microcosmos anaeróbicos preparados com água subterrânea. A montagem dos microcosmos foi realizada com amostras de água subterrânea e solo de uma área não-contaminada da Fazenda Experimental da Ressacada (Florianópolis - SC). Foram feitas análises periódicas dos microcosmos por cromatografia gasosa, avaliando a variação da concentração dos ésteres metílicos contidos no biodiesel de soja e mamona e dos compostos BTEX. Como resultado, observou-se que a biodegradação do biodiesel puro de soja e de mamona não apresentaram as mesmas características de degradação. Sendo que a biodegradação do biodiesel de soja foi mais rápida do que a biodegradação do biodiesel de mamona. Ou seja, enquanto mais de 86% do biodiesel de soja já havia sido degradado em 41 dias, o biodiesel de mamona, após 92 dias, degradou apenas 42%. Na avaliação da influência do biodiesel na biodegradação dos compostos BTEX, observou-se que a presença do biodiesel apresentou efeito negativo na degradação dos compostos BTEX, evidenciada por meio do retardo na biodegradação destes compostos. O benzeno foi o composto que degradou mais lentamente na presença do biodiesel com uma meia vida quatro vezes maior do que na ausência do biodiesel. Como o benzeno é o composto mais tóxico dentre os BTEX, um aumento da sua persistência no local contaminado também aumenta os riscos associados à exposição potencial. The use of biodiesel in Brazil for commercial diesel vehicles has been authorized by the government on January 2005 by the mandatory use of a blend of 2% of biodiesel. Biodiesel offers low emissions due to a cleaner combustion. Biodiesel is produced by the transesterification of vegetable oils or animal fats and has major environmental benefits such as renewable source of energy, high biodegradability and low toxicity. With the high demands of alternative fuels the presence of biodiesel in groundwater contaminated with gasoline constituents such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX) is expected to increase in the near future. In this study, the biodegradation of neat soybeans and castor oil with or without benzene, toluene, ethylbenzene and the isomers of xylenes (BTEX) were investigated. The experiments were conducted using anaerobic microcosms prepared with uncontaminated groundwater collected at Fazenda Experimental Ressacada (Florianopolis - SC, Brazil). The concentrations of methyl esters and BTEX were analyzed over time using a gas chromatography. The biodegradation of soybean and castor oil did not show the same biodegradation patterns. The removal of soybean occurred much faster than castor oil. While more than 86% of the soybean was degraded in 41 days, only 42% of the castor oil was removed after 92 days of acclimation. The biodegradation of BTEX was delayed in the presence of biodiesel. Benzene half-life in the presence of biodiesel was 4 fold higher than benzene tested without biodiesel. This is particularly important for benzene which is the most toxic compound among the BTEX an increasing its persistence in the contaminated site also increases the risks associated with potential exposure.

O biodiesel é uma fonte alternativa de energia que apresenta alto potencial de biodegradabilidade e relativa baixa toxicidade, mitigando, assim, o impacto aos ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodegradação das misturas de diesel/biodiesel (B0, B20 e B100) em dois tipos de solo (argiloso e arenoso) sob duas estratégias de Biorremediação (Atenuação Natural e Bioaumentação). A seleção do consórcio microbiano foi realizada a partir da utilização de indicadores-redox (DCPIP e TTC), de ensaios enzimáticos [alcano hidroxilase, Catecol 1,2-dioxigenase, Catecol 2,3-dioxigenase, Protocatecol 3,4-dioxigenase, hidrólise do ρ-NPA (esterase) e lipase], produção de proteínas totais, de biossurfactantes, de metabólitos e avaliação da hidrobicidade celular. Foram eleitos quatro isolados bacterianos (Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Pseudomonas aeruginosa e Stenotrophomonas maltophilia), formando um consórcio a ser utilizado na Bioaumentação. Para os experimentos de biodegradação em solos, a atividade microbiana foi avaliada por respirometria, desidrogenase, contagem de degradadores/heterotróficos e pela concentração de TPH para B0 e B20 e de ésteres totais para B20 e B100. Foram observados percentuais acima de 90% na biodegradação para B0 e B20 tanto para Atenuação Natural e Bioaumentação quanto para os dois tipos de solos avaliados. Para B100, a biodegradação de estéreis totais foi superior na Bioaumentação para os dois solos. Embora a Bioaumentação não tenha apresentado diferenças na biodegradabilidade entre B0 e B20, a adição do consórcio microbiano associado aos macronutrientes inoculados no solo foi importante para aumentar as taxas de degradação do tratamento B100. / Biodiesel is an alternative source of energy with high biodegradability potential and relatively low toxicity, thus, mitigating impact on ecosystems. The aim of this study was to evaluate biodegradation of diesel/biodiesel (B0, B20 and B100) blends in clay and sandy soils under two approaches of bioremediation (Natural Attenuation and Bioaugmentation). The selection of microbial consortia was carried out using redox indicators (DCPIP and TTC), enzymatic assays [alkane hydroxylase, catechol 2,3-dioxygenase, protocatechol 3,4-dioxygenase, ρ-NPA hydrolysis (esterase) and lipase], total protein, biosurfactants and metabolits yields and cell hidrofobicity assessment. Four bacterial strains were elected (Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Pseudomonas aeruginosa and Stenotrophomonas maltophilia), forming a consortium to be used in Bioaugmentation. For soil biodegradation experiments, microbial activity was assessed by respirometry, desidrogenase, degradators/heterotrofic count and by TPH concentration for B0 and B20 and total esters for B20 and B100. At estimating degradation rates for the soils assessed, it was not observed significant differences between B0 and B20, both for the soils as for the two bioremediation approaches, showing high percentage of degradation (>90%). As for B100, the biodegradation of total esters was higher on bioaugmentation for both soils. Although bioaugmentation have not shown differences in biodegradability between B0 and B20, the addition of microbial consortia associated to macronutrients inoculated in the soil was important to increase the degradation rates of B100 treatment.

Os actinomicetos são bactérias Gram positivas predominantemente filamentosas, encontradas principalmente no solo. Existem poucos estudos sobre sua capacidade em degradar combustíveis, embora alguns autores afirmem que são bons candidatos para aplicação na biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos. Os principais objetivos do presente trabalho foram a identificação de actinomicetos provenientes de solo impactado com hidrocarbonetos de petróleo e a seleção, dentre isolados de solo com e sem histórico de contaminação, de actinomicetos capazes de degradar misturas de diesel e biodiesel de soja (B0, B10 e B100) e de produzir as enzimas lipase e esterase. Através de análises morfológicas e moleculares, 94,5% dos isolados de landfarming foram identificados como pertencentes ao gênero Streptomyces. Três isolados de Streptomyces sp. apresentaram o gene alkB, mas apenas um deles foi capaz de degradar diesel (B0). Os isolados de solo impactado e não impactado, quando comparados, apresentaram perfis de degradação muito semelhantes, pois todos que foram capazes de degradar combustíveis utilizaram preferencialmente o biodiesel. A seleção de potenciais degradadores foi realizada a partir da utilização do indicador-redox DCPIP, crescimento em meio sólido com óleo como única fonte de carbono e produção das enzimas lipase e esterase. Os dois isolados selecionados foram utilizados no ensaio de biodegradação do biodiesel (B100) em meio líquido. Através da análise das amostras de biodiesel pela espectroscopia de infravermelho no tempo final (28 dias) da curva de crescimento, pôde-se inferir que a formação de um produto de degradação não está necessariamente relacionada à degradação dos ésteres do biodiesel, podendo indicar a degradação de algum subproduto gerado na transesterificação do óleo de soja. / Actinomycetes are Gram positive bacteria, predominantly filamentous, mainly found in soil. Few studies assess their ability for fuel degradation, although some authors state that they are good candidates for hydrocarbon bioremediation application. The main objectives of this study were to identify actinomycetes obtained from petroleum hydrocarbon contaminated soil, and to select actinomycetes that degrade diesel and soybean biodiesel blends (B0, B10 and B100) and produce lipases and esterases, among soil isolates with and without contamination history. Identification through morphological and molecular analysis showed that 94,5% of the landfarming isolates belong to the genus Streptomyces. Three Streptomyces sp. isolates showed the alkB gene, although only one of them was capable of degrading diesel (B0). The comparison between isolates from contaminated and not contaminated soil showed they have similar degradation profiles, since all isolates with ability for degrading fuel mainly used biodiesel as carbon source. The selection of microorganisms with potential for degradation was conducted using DCPIP redox indicator, growth in solid medium with oil as the sole carbon source, and production of lipases and esterases. Both selected isolates were used in the biodiesel biodegradation assay (B100) in liquid medium. The analysis of biodiesel samples through infrared spectroscopy in the end time (28 days) of the growth curve showed that the formation of a degradation product is not necessarily related to the degradation of biodiesel ester, but it may indicate the degradation of subproducts generated in the transesterification of soybean oil.

Materiais poliméricos termoplásticos são largamente utilizados pela população devido a suas propriedades mecânicas e baixo custo. Essas propriedades conferem ao material baixa biodegradabilidade, causando persistência e acúmulo no ambiente. Alternativamente, tem sido proposta a utilização de materiais de maior degradabilidade, entre eles os intrinsecamente biodegradáveis, os hidro-biodegradáveis e os oxi-biodegradáveis. O custo mais elevado destes materiais ocasionou o surgimento no mercado de inúmeros polímeros, supostamente biodegradáveis. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar as melhores condições metodológicas para expressar o potencial de biodegradação desses polímeros e avaliar o desempenho daqueles três tipos de materiais poliméricos biodegradáveis, com destaque para os oxi-biodegradáveis, que apresentam propriedades e custo muito próximos aos termoplásticos tradicionais. O trabalho constou da avaliação prévia da metodologia e das condições ótimas para a degradação, sendo posteriormente avaliados quatorze polímeros classificados como biodegradáveis, e, por último, da avaliação de dois polímeros oxibiodegradáveis (polietileno e poliestireno). Verificou-se que o emprego de composto maduro e perlita misturados com o polímero, a 58ºC e a 50% de umidade foram as melhores condições encontradas para os testes respirométricos. Entre os polímeros testados, foi observada a maior mineralização nos polissacarídeos de celulose e amido e nos poliésteres lineares poli(ácido lático), poli(e-caprolactona) e poli(3-hidróxi-butirato). Com mineralização intermediária, destacaram-se os poliésteres alifático-aromáticos poli(butileno-succinato-tereftalato) e poli(butileno-adipato-tereftalato) e sua blenda com amido; poli(álcool vinílico); poli(3-hidróxi-butirato-3-hidróxi-valerato) e a blenda de lignina com fibras vegetais. As mais baixas mineralizações foram observadas, além de um poliuretano, nos polímeros oxi-biodegradáveis polietileno e poliestireno. O polietileno aditivado apresentou mineralização de até 12,5 % em três meses de incubação, ao passo que o poliestireno espumado foi mineralizado em até 5 %. Estas mineralizações foram dependentes das condições prévias de degradação oxidativa e da formulação empregada. Para estes materiais, existem grandes potenciais para melhorar a sua degradação biótica e abiótica. Conclui-se que já existem no mercado polímeros apresentando alta biodegradabilidade, assim como materiais de baixo custo e de propriedades físicas e químicas plenamente satisfatórias, mas de baixa biodegradabilidade. / Thermoplastic polymeric materials are largely used by the population due to their good mechanical properties and low cost. Those properties confer to the material low biodegradability, causing persistence and accumulation in the environment. Alternatively, the use of materials of higher degradability has been proposed, among them the intrinsically biodegradable, the hydro-biodegradable and the oxo-biodegradable polymers. The higher cost of these materials lead to the uprising of many polymers, supposedly, biodegradable. This work had as objective to identify the best methodological conditions to express the biodegradation potential of these polymers and to evaluate the performance of these three types of biodegradable polymeric materials, with distinction to the oxo-biodegradable ones, which present properties and cost close to the traditional thermoplastic materials. The work consisted of the previous evaluation of the methodology and of the optimal conditions for the degradation, followed by the evaluation of fourteen polymers classified as biodegradable, and at last, of the evaluation of two oxo-biodegradable polymers (polyethylene and polystyrene). It was verified that the use of mature compost and perlite mixed with the polymers, at 58ºC and 50% humidity were the best conditions found for the respirometric tests. Among the polymers tested, the largest mineralization was observed in the polysaccharides cellulose and starch and in the aliphatic polyesters poly(e-caprolactone), poly(lactic acid) and poly(3- hydroxy-butyrate). A group showing intermediate mineralization was represented by the aliphatic-aromatic polyesters poly(butylene-succinateterephtalate), and poly(butylene-adipate-terephtalate) and its blend with starch; by poly(vinyl alcohol); by poly(3-hydroxy-butyrate-3-hydroxy-valerate) and by the blend of lignin and vegetal fibers. The lowest mineralization were observed, apart from polyurethane, for oxo-biodegradable polyethylene and foamed polystyrene. The polyethylene with pro-degrading additives presented mineralization of up to 12,5% in three months of incubation, while the polystyrene was mineralized in up to 5%. These mineralizations were dependent on the previous conditions of oxidative degradation and on the formulation used. For these materials, there are great potentials to improve their abiotic and biotic degradability. It is concluded that there are already in the market polymeric materials showing high biodegradability as well as low cost materials with adequate physical and chemical properties, but with slow biodegradation.

Submitted by Biano Neto (biano.neto@gmail.com) on 2017-01-12T16:22:32Z No. of bitstreams: 1 Amido do fruto da pupunheira Bactris gasepaes Kunth - isolamento caracterização do grânulo e aplicação em termoplástico biodegradável.pdf: 1615464 bytes, checksum: 059462309c00596e0fef818e7d176d24 (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2017-01-13T16:17:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Amido do fruto da pupunheira Bactris gasepaes Kunth - isolamento caracterização do grânulo e aplicação em termoplástico biodegradável.pdf: 1615464 bytes, checksum: 059462309c00596e0fef818e7d176d24 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-13T16:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amido do fruto da pupunheira Bactris gasepaes Kunth - isolamento caracterização do grânulo e aplicação em termoplástico biodegradável.pdf: 1615464 bytes, checksum: 059462309c00596e0fef818e7d176d24 (MD5) / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A busca de novas tecnologias e estratégias ambientais corretas tem impulsionado as pesquisas e o desenvolvimento de novos materiais, tornando-se uma ótima oportunidade de pesquisa e negócios. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi isolar, caracterizar grânulos de amido do fruto da pupunheira (Bactris gasepaes Kunth.) e aplicar na produção de um cómposito termoplástico biodegradável a base de amido e plastificantes. Para tanto, dividiu-se este trabalho em quatro etapas: a primeira etapa foi direcionada para a otimização da extração do amido do fruto da pupunheira, a segunda etapa foi destinada à caracterização química e funcional do amido, o estudo das propriedades térmica, morfológica e estrutural do amido foi realizado na terceira etapa e a quarta etapa foi à aplicação do amido obtido na produção de um compósito termoplástico biodegradável e o estudo de biodegradação do mesmo. Os resultados obtidos da otimização confirmam a viabilidade da extração de amido do fruto da pupunheira, indicando a importância do NaOH e do tempo de decantação para o aumento do rendimento. Com relação à caracterização química e funcional do amido, os grânulos apresentaram alta pureza, uma vez que os teores de cinza, lipídios e proteínas foram baixos, grande concentração de amilopectina, baixa solubilidade em água e baixa resistência à elevação da temperatura. No que diz respeito aos resultados da determinação das propriedades térmicas, morfológicas e estruturais o amido apresentou morfologia esférica, com partículas regulares, superfícies lisas e poucas fissuras, o que explica as transições térmicas encontradas. Verificou-se também, bandas espectrais atribuídas às ligações entre os átomos das moléculas de amilopectina, amilose e água, além de cristalinidade padrão tipo C, que torna o amido mais resistente ao ataque enzimático e à degradação térmica. No tocante à aplicação do amido do fruto da pupunheira em termoplástico biodegradável, o mesmo apresentou alta resistência à tração e a degradação térmica. A análise de biodegradação do termoplástico biodegradável mostrou que após 18 semanas o mesmo apresentou uma perda de massa total de 84,4 %. As propriedades do amido do fruto da pupunheira indicam o potencial de aplicação bastante amplo, podendo ser aproveitado diretamente nas indústrias de alimentos, cosméticos, fármacos ou de termoplásticos destinados à confecção de materiais, para os quais o caráter biodegradável seja desejável. / The search for new technologies and environmentally sound and sustainable environmental strategies has driven research and development of new materials, making it a great research and business opportunity. In this context, the aim of this study was to isolate and characterize the starch granules of the peach palm (Bactris gasepaes Kunth) fruit (pejibaye) and applied in the production of a thermoplastic composite biodegradable the basis of starch and plasticizers. Therefore, this work in four stages divided: first stage aimed to optimize the extraction of starch from the pejibaye, second stage intended for chemical and functional characterization of starch, third stage related to the study of thermal properties, morphological and structural starch; a fourth step of applying starch obtained in the production of a biodegradable thermoplastic composite, and perform the study biodegradation thereof. The results confirm the viability of optimization of starch extraction from the fruit of pupunheira, indicating the importance of NaOH and the settling time to increase the yield. With respect to the chemical and functional characteristics of the starch granules had a high purity, since the ash, lipids and proteins were low, a large concentration of amylopectin, low solubility in water and low resistance to elevated temperature. With regard to the results of the determination of the thermal, morphological and structural properties of the starch had spherical morphology with regular particles, flat surfaces and very few cracks, which explains the thermal transitions found. It was also found, spectral bands attributed to bonds between the atoms of the molecules of amylopectin, amylose and water in addition to the standard C-type crystallinity, which makes the starch more resistant to enzymatic attack and thermal degradation. As regards the application of the peach palm fruit of starch biodegradable thermoplastic, it showed high tensile strength and thermal degradation. The biodegradation of the biodegradable thermoplastic analysis showed that after 18 weeks had the same total mass loss of 84.4%. The fruit of peach palm starch properties indicate the very wide application potential and can be used directly in the food, cosmésticos, drugs or thermoplastic for the manufacture of garbage bags, food protection films, cover films for soil among other applications, to which the biodegradable character is desirable.

Submitted by Hora Fontes Nadja Maria (pospetro@ufba.br) on 2012-11-12T19:25:38Z No. of bitstreams: 1 DISSERTA_J CRUZ.pdf: 2090353 bytes, checksum: 72bf4bb17405ad70e97b3717ee4838be (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-12T19:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTA_J CRUZ.pdf: 2090353 bytes, checksum: 72bf4bb17405ad70e97b3717ee4838be (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / CAPES / A eficácia de surfactantes químico e biológico, sozinhos e em conjunto com o fertilizante NPK, no auxílio da biodegradação de petróleo cru foi avaliada em simulações de derrame no mar, realizadas em duas campanhas. A eficácia destes produtos foi determinada pela avaliação da degradação do petróleo ao longo do experimento, através de análises geoquímicas; por análises toxicológicas, através da exposição de copépodos aos tratamentos; e por análises microbiológicas, através do isolamento de fungos e bactérias. Na primeira campanha, as análises geoquímicas mostraram que o tratamento de petróleo em conjunto com biossurfactante apontou maior degradação, indicado pela maior redução percentual (19%) do valor da razão ∑n-alcanos/(Pr+Ph). Na segunda campanha o tratamento contendo biossurfactante e NPK revelou uma diminuição de 30,8% da razão ∑n-alcanos/(Pr+Ph), enquanto o tratamento contendo surfactante químico e NPK revelou uma diminuição de 26,5% da razão ∑n-alcanos/(Pr+Ph). Portanto, os resultados geoquímicos para tratamentos com biossurfactante apontaram maior biodegradação no final dos experimentos. Na primeira campanha os tratamentos não foram tóxicos aos copépodos provavelmente devido às baixas concentrações, entretanto na segunda campanha houve um grande efeito letal no tempo inicial, mas não é possível afirmar o que causou este efeito porque não houve análise da amostra contendo apenas petróleo ao longo do experimento. As análises microbiológicas indicaram que ocorreu aumento do número de fungos em relação às bactérias nos tratamentos contendo apenas biossurfactante e biossurfactante em conjunto com NPK, sugerindo que a maior degradação do óleo nestes tratamentos seja pela ação de fungos. As variações dos parâmetros físico-químicos observados na análise de componentes principais (PCA) podem ter sido vantajosas para o maior desenvolvimento dos fungos. Os resultados deste estudo em escala piloto e nas condições experimentais estabelecidas revelaram que é mais indicado o tratamento utilizando biossurfactante conjuntamente com NPK. / Salvador

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231746.pdf: 2771162 bytes, checksum: 31d1433cebc685f1cbba67d0ae500384 (MD5) / Os vazamentos de combustíveis significam um risco para a saúde humana dada a elevada toxicidade dos hidrocarbonetos aromáticos. A constituição da gasolina brasileira misturada com etanol faz com que seja necessário o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para a remediação de áreas impactadas. Nesse estudo, foram avaliados os resultados de um derramamento controlado de gasolina brasileira durante 6 anos e meio de monitoramento em 45 poços multiníveis. As massas dos compostos BTEX, etanol, subprodutos metabólicos e oxigênio dissolvido foram calculadas através da interpolação de dados, comparando-se três métodos de interpolação: mínima curvatura, inverso da distância ponderada e regressão polinomial. A escolha do melhor método foi realizada através do erro médio quadrático (RMSE). A mínima curvatura foi o método que apresentou o melhor resultado para aproximadamente 90% das coletas e níveis de profundidades de todas as variáveis analisadas. Por meio da avaliação da distribuição espacial com a krigagem indicativa foi possível acompanhar a variação dos parâmetros geoquímicos no meio monitorado (formação de zonas anaeróbias, de zonas fortemente redutoras, de zonas ácidas, acúmulo de íon ferro (II), metano e acetato) e a migração e biodegradação dos substratos (etanol e compostos BTEX). Em relação ao uso dos receptores de elétrons e subprodutos metabólicos na biodegradação da mistura BTEX/etanol, foram identificadas quatro fases distintas: predominância da respiração aeróbia (0-5 meses), predominância da ferro-redução (5-16 meses), concomitância da ferro-redução e metanogênese (16-32 meses) e predominância da metanogênese após 32 meses. Enquanto a biodegradação do etanol envolveu as três primeiras fases, a biodegradação dos compostos BTEX ocorreu preponderantemente por processos metanogênicos. A presença do etanol na mistura com os contaminantes tóxicos (BTEX) causou dois efeitos importantes. Inicialmente, o etanol teve um efeito negativo pela sua preferencial degradação e pela sua grande demanda de receptores de elétrons, o que impediu a degradação dos contaminantes BTEX. O efeito positivo é a formação de uma biobarreira reativa natural, gerada pela degradação do etanol, que impediu o avanço da pluma e também acelerou a taxa de degradação dos compostos BTEX dissolvidos na água subterrânea. A exaustão do etanol, aos 32 meses de monitoramento, e a significativa redução de mais de 90% da máxima massa dos compostos BTEX dissolvida no meio, aos 79 meses, associadas ao uso dos receptores de elétrons e acúmulo dos subprodutos metabólicos, demonstraram a eficácia da atenuação natural monitorada para contaminações sem riscos imediatos a receptores.

MACIEL, Inês Maria Cals Theophilo. Avaliação do potencial de bactérias para degradar derivados do petróleo e produzir biossurfactantes. 2003. 40 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Universidade Federal do Ceará, Instituto de Ciências do Mar, Fortaleza, 2009. / Submitted by Debora Oliveira (deby_borboletinha@hotmail.com) on 2011-11-22T14:03:20Z No. of bitstreams: 1 2003_dis_imctmaciel.pdf: 490927 bytes, checksum: c86bd045b67c0d15f211c99957f58bdf (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2011-11-23T18:50:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2003_dis_imctmaciel.pdf: 490927 bytes, checksum: c86bd045b67c0d15f211c99957f58bdf (MD5) / Made available in DSpace on 2011-11-23T18:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2003_dis_imctmaciel.pdf: 490927 bytes, checksum: c86bd045b67c0d15f211c99957f58bdf (MD5) Previous issue date: 2003 / The present work describes the results of the evaluation of two bacteria strains isolated from the oil polluted effluent, to degrade petroleum derivatives and to produce biosurfactants. Morphologic, cultural, biochemical and physiologic studies showed that these bacteria, previously denominated strain 03 and strain 04, could be identified as Acinetobacter spp. and Bacillus spp., respectively. The biodegradation potential of these bacteria was evaluated by cultivating them in mineral broth, containing, glycerol, gasoline, kerosene or diesel as the only source of carbon and energy. Both bacteria degraded glycerol, gasoline, kerosene and diesel and produced biosurfactants. In general, the bacteria showed better performances at glycerol presence, as confirmed by the measures of cellular density and emulsificant activity, while the diesel was the worst substrate to both bacteria. The biosurfactant production was evaluated by measuring bacteria capacity for emulsificating kerosene. The results showed an emulsification of 50% for the biosurfactants produced from glycerol by the bacteria. Bacillus spp., practically, did not grow and did not produce biosurfactant when cultivated in medium with diesel, surviving, however, in the spore form. The supplementation of that culture with 0.04 % of yeast extract, however, stimulated the growth and biosurfactants production, reaching 95% of emulsification. The results of the analyses of the biosurfactants extracted from the cultures with glycerol, by infrared spectroscopy and carbohydrate and protein analyses, suggest the classes of the liposaccharides and polypeptides for the biosurfactants produced by the bacteria Acinetobacter spp. and Bacillus spp., respectively. These bacteria were shown to be susceptible to heat, being destroyed at the temperature of 46 ºC, at 1,0 mg/L of sodium hypochloride and pH below 5.0. On the other hand, they resisted to 5% NaCl, a desirable characteristic for use in marine bioremediation programs. / O presente trabalho descreve os resultados da avaliação de duas cepas de bactérias isoladas a partir de um efluente contaminado com óleo, para degradar derivados do petróleo e produzir biossurfactantes. Através de estudos de suas características morfológicas, culturais, bioquímicas e fisiológicas, as bactérias selecionadas, nomeadas preliminarmente cepa 03 e cepa 04, foram identificadas como Acinetobacter spp. e Bacillus spp., respectivamente. A capacidade biodegradativa dessas bactérias foi avaliada cultivando-as em meio mineral mínimo, contendo, sempre, um dos hidrocarbonetos a serem testados, como única fonte de carbono e energia. As duas bactérias degradaram o glicerol, a gasolina, o querosene e o diesel e, produziram biossurfactantes. De maneira geral, as bactérias mostraram melhor desempenho na presença de glicerol, como confirmado pelas medidas de densidade celular e atividade emulsificante, enquanto o diesel foi o pior substrato para ambas as bactérias. A produção de biossurfactante foi avaliada medindo-se a sua capacidade para emulsificar o querosene. Através dessa técnica, encontrou-se um porcentual de 50% de emulsificação para os biossurfactantes produzidos pelas duas bactérias a partir de glicerol. O Bacillus spp., praticamente, não cresceu e não produziu biossurfactante quando cultivado em meio com diesel, sobrevivendo, contudo, na forma de esporos. A suplementação dessa cultura com extrato de levedura 0,04%, entretanto, promoveu a estimulação do crescimento e da produção de biossurfactantes, atingindo um percentual de 95% de emulsificação. Os resultados das análises dos biossurfactantes extraídos a partir das culturas com glicerol, por espectroscopia infravermelha e análises de carboidratos e proteínas, sugerem as classes dos lipossacarídios e polipeptídios, para os biossurfactantes produzidos pelas bactérias Acinetobacter spp. e Bacillus spp., respectivamente. As duas bactérias se mostraram suscetíveis ao calor, sendo destruídas à temperatura de 46 ºC, 1 ppm de hipoclorito de sódio e pH abaixo de 5,0. Por outro lado, resistiram a 5% de NaCl, uma característica desejável para utilização dessas cepas em situações de biorremediação de ambientes marinhos contaminados com óleo.