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Previous issue date: 2017-02-21 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Financiadora de Estudos e Projetos - Finep / The search for natural, biodegradable and less toxic compounds has stimulated the
development of alternative products. Biosurfactants, microbiologically obtained molecules, have become an important strategy in obtaining compounds more compatible with the environment. In this sense, we evaluated the production, characterization and application of a biosurfactant obtained from Pseudomonas cepacia UCP 6659 in the removal of petroleum derivative in soils and waters. Initially, the cultivation conditions were statistically optimized through a central rotational compound design (CCRD) regarding the influence of the variables culture time, inoculum concentration and rotation speed. The selected biosurfactant was characterized for the stability of the tensoactive and toxicological properties. Its
production was investigated in a semi-industrial bioreactor of 50 L. The biosurfactant was formulated using three conservation methods and stored for 120 days. Subsequently, the biosurfactant was tested in the decontamination of petroleum derivatives and in bioremediation process. As results, the most significant levels selected by the DCCR were 250 rpm, 60h and inoculum of 1.5 %, reaching a surface tension of 27 mN/m, a yield of 8.0 g / L and a CMC of 600 mg / L. The chemical characterization (FTIR, 1H NMR and GC-MS) revealed its glycolipid and anionic nature. The biotensoativo presented efficient emulsifying activity in motor oil above 90 % and stability against extreme conditions (120°C, 12 % NaCl and pH of 2 to 12). The biosurfactant was non-toxic to microcrack Artemia salina and cabbage seeds (Brassica oleracea). With the increase of the scale of production, a concentration of 40.5 g / L in biosurfactant was reached, with a surface tension of 29 mN/m. The biosurfactant showed stability in all conservation methods, showing that it is economically feasible for large scale application, due to the low cost of obtaining the
formulated product, estimated at around US$ 0.14-0.15 / L, and can be produced At a
reduced cost compared to those commercially available on the world market. The
biosurfactant demonstrated efficacy of up to 75 % recovery of residual oil from samples of oil-saturated sand, 81 % dispersion of petroderivative in sea water and recovery of 90 % of motor oil on solid surface. The formulated product reached 76.55 % oil removal, 84.5 % in sea stones, and promoted 70 % oil biodegradation in sea water. Therefore, the biosurfactant produced by P. cepacia presents potential for application in the petroleum industry and in the decontamination of petroderivatives in the environment. / A busca por compostos naturais, biodegradáveis e menos tóxicos tem estimulado o desenvolvimento de produtos alternativos. Os biossurfactantes, moléculas obtidas por via microbiológica, tornaram-se uma estratégia importante na obtenção de compostos mais compatíveis com o meio ambiente. Neste sentido, foram avaliadas a produção, caracterização e aplicação de um biossurfactante obtido de Pseudomonas cepacia UCP 6659 na remoção de derivado de petróleo em solos e águas. Inicialmente, as condições de cultivo foram estatisticamente otimizadas através de um delineamento composto central rotacional (CCRD) quanto à influência das variáveis tempo de cultivo, concentração do inóculo e velocidade de rotação. O biossurfactante selecionado foi caracterizado quanto à estabilidade das propriedades tensoativas e
toxicológicas. Investigou-se sua produção em biorreator semi-industrial de 50 L. O biossurfactante foi formulado utilizando três métodos de conservação, sendo armazenado durante 120 dias. Posteriormente, o biossurfactante foi testado na descontaminação de derivados de petróleo e em processo de biorremediação. Como resultados, os níveis mais significativos selecionados pelo (DCCR) foram 250 rpm, 60h e inóculo de 1,5 %, alcançando uma tensão superficial de 27 mN/m, um rendimento de 8,0 g/L e uma CMC de 600 mg/L. A caracterização química (FTIR, 1H RMN e GC-MS) revelou sua natureza glicolipídica e aniônica. O biotensoativo apresentou eficiente atividade emulsificante em óleo de motor acima de 90 % e
estabilidade frente a condições extremas (120°C, 12 % de NaCl e pH de 2 a 12). O biossurfactante foi atóxico ao microcrustáceo Artemia salina e as sementes de repolho (Brassica oleracea). Com o aumento de escala de produção foi alcançado uma concentração de 40,5 g/L em biossurfactante, com uma tensão superficial de 29
mN/m. O biossurfactante apresentou estabilidade em todos os métodos de conservação, demonstrando ser economicamente viável para aplicação em larga escala, devido ao baixo custo de obtenção do produto formulado, estimado em torno de US $ 0,14-0,15/L, podendo ser produzido a um custo reduzido em comparação aos comercialmente disponíveis no mercado mundial. O biossurfactante demonstrou
eficácia de até 75 % na recuperação de óleo residual a partir de amostras de areia saturada com óleo, dispersão de 81 % de petroderivado em água do mar e recuperação de 90 % de óleo de motor em superfície sólida. O produto formulado atingiu uma remoção de óleo em solo de 76,55 %, 84,5 % em pedras marinhas, e
promoveu uma biodegradação de óleo de 70 % em água do mar. Portanto, o biossurfactante produzido por P. cepacia apresenta potencial para aplicação na indústria de petróleo e na descontaminação de petroderivados no ambiente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/7176 |
| Date | 21 February 2017 |
| Creators | SILVA, Rita de Cássia Freire Soares da |
| Contributors | SARUBBO, Leonie Asfora, RUFINO, Raquel Diniz, PORTO, Ana Lucia Figueiredo, LUNA, Juliana Moura de, STAMFORD, Thayza Cristina de Montenegro, PESSOA JUNIOR, Adalberto |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio), UFRPE, Brasil, Rede Nordeste de Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7794227690756777355, 600, 600, 600, 600, 600, 600, -8104576588452276421, 6209957791494323825, -2555911436985713659, 2075167498588264571, -1790502019031048300 |
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