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Tese_Márcio Inomata Campos.pdf: 1896200 bytes, checksum: 4a502b005b6add745d9bc373710e8696 (MD5) / A diversidade de utilização de materiais poliméricos acarreta preocupação devido a utilização de fonte não renovável para a sua produção, bem como à problemas ambientais causados pelo acúmulo do volume de lixo sólido gerado. Procurando minimizar este problema buscaram-se alternativas de produtos semelhantes aos plásticos de origem petroquímica, uma delas são os polímeros biodegradáveis. Os polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres sintetizados por
microrganismos como substâncias naturais de reserva de carbono e energia, sendo
acumulados pela célula microbiana na forma de grânulos intracelulares, podendo representar até 80% da massa seca celular. O presente trabalho teve como objetivo produzir polihidroxialcanoatos (PHAs) a partir da fermentação da glicerina bruta residual do biodiesel (GBRB), utilizando Cupriavidus necator, assim como, realizar a otimização, determinar os parâmetros cinéticos do processo e propriedades dos biopolímeros. Inicialmente, foram
realizados alguns testes de produção de PHAs em agitador orbital com diferentes substratos e concentrações das mesmas, diferentes microrganismos, diferentes tempos e temperaturas de fermentação, além de testar métodos para extração do biopolímero nas células do microrganismo. Posteriormente, foi realizado um planejamento experimental DCCR 22
visando determinar a melhor concentração de GBRB e de nitrogênio limitante que produzisse maior quantidade de PHAs. Conhecendo-se as melhores condições para produção de PHAs, realizou-se a mudança no sistema de fermentação, para um biorreator de bancada (4,5L), com o intuito de maximizar a produção de PHAs. Um novo planejamento experimental foi realizado, visando determinar a melhor taxa de aeração e a melhor velocidade de agitação do
sistema que proporcionasse a máxima produção de biopolímero. Realizou-se a caracterização
dos biopolímeros em termos de FTIR, DSC, TG, DRX, MM e composição monomérica. A
Glicerina bruta residual do biodiesel (GBRB) é um substrato rico em nutrientes e pode ser
utilizada pelo microrganismo Cupriavidus necator em diversas concentrações para a produção de PHAs. O melhor tempo e temperatura para produção de PHAs a partir da fermentação da
GBRB por Cupriavidus necator IPT 026 foram a 35ºC em 72h, respectivamente, na etapa de
limitação de nitrogênio. A máxima produção de PHAs e biomassa (2,81 g.L-1 e 4,34 g.L-1,
respectivamente) em agitador em agitador orbital (35oC, 72h e 180 rpm), ocorreu com 15 g.L-
1 de GBRB e 10 g.L-1 de nitrogênio. Em biorreator, foi possível aumentar a produção de
PHAs em 77%. A máxima produção de PHAs (4,98 g.L-1) ocorreu a 15 g.L-1 de GBRB e 10
g.L-1 de nitrogênio, 1 vvm de taxa de aeração e 500 rpm de velocidade de agitação. A taxa de aeração e a velocidade de agitação foram otimizadas para maximizar a produção de PHAs (1,0373 vvm de taxa de aeração e 502,0396 de velocidade de agitação). O PHA obtido em biorreator por condições otimizadas foi o que apresentou as melhores propriedades. Em relação aos PHAs produzidos em agitador orbital, a Tm elevou em 6%, o grau de
cristalinidade reduziu em 10%, a temperatura de degradação aumentou em 8% e a massa
molar tambem se elevou, chegando a 18%. Todos os PHAs apresentaram espectros similares de FTIR de acordo com a literatura. A produção de PHAs a partir da GBRB é uma alternativa de agregação de valor ao resíduo, diminuindo os custos de produção do biopolímero
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19126 |
| Date | 08 November 2013 |
| Creators | Campos, Márcio Inomata |
| Contributors | Druzian, Janice Izabel, José, Nadia Mamede, Padilha, Francine Ferreira, Boaventura Filho, Jaime Soares, Santos, Arnaud Victor dos, Carvalho, Giovani Brandão Mafra de |
| Publisher | Universidade Federal da Bahia. Escola Politécnica, Engenharia Química, UFBA, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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