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Polihidroxialcanoatos (PHAs) obtidos a partir da glicerina bruta residual do biodiesel (GBRB): produção, otimização, cinética e propriedade

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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

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19126
Date08 November 2013
CreatorsCampos, Márcio Inomata
ContributorsDruzian, Janice Izabel, José, Nadia Mamede, Padilha, Francine Ferreira, Boaventura Filho, Jaime Soares, Santos, Arnaud Victor dos, Carvalho, Giovani Brandão Mafra de
PublisherUniversidade Federal da Bahia. Escola Politécnica, Engenharia Química, UFBA, brasil
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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