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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: EXTRAÇÃO DE POLI(3-HIDROXIBUTIRATO), PRODUZIDO POR CUPRIAVIDUS NECATOR, UTILIZANDO CARBONATO DE PROPILENO COMBINADO COM MÉTODOS MECÂNICOS

Orientador
  • GLAUCIA MARIA FALCAO DE ARAGAO
Aluno
  • LUCI KELIN DE MENEZES QUINES

Conteúdo

O objetivo deste trabalho é contribuir para o avanço do processo tecnológico de extração de p(3hb), obtido a partir de cupriavidus necator dsm 545, com o desenvolvimento de um processo que combina a aplicação de método mecânico com o solvente carbonato de propileno. este estudo está dividido em quatro partes. a primeira parte consiste no estudo da influência das variáveis de processo dos métodos mecânicos, ultrassom e homogeneizador à alta pressão, na recuperação e pureza do polímero extraído com carbonato de propileno (150 °c e tempo de contato células solvente de 45 min). neste estudo as variáveis para aplicação de ultrassonificação foram potência e tempo do ciclo de aplicação e, na homogeneização à alta pressão foram pressão de operação e número de passagens da suspensão celular pelo equipamento. os resultados demonstraram que, no método de extração que combina aplicação de homogeneizador à alta pressão e solvente, a melhor condição foi obtida com a pressão de 1300 bar e duas passagens pelo equipamento, pois foram obtidos os melhores resultados de recuperação de p(3hb) (97,7 %) com elevada pureza (97,8 %) e menor degradação da massa molar em relação às outras condições testadas. a extração com ultrassom e solvente também mostrou-se eficaz pois, na melhor condição de tratamento da biomassa com ultrassom, potência de 200 w e três ciclos de aplicação de 59 s, foi possível obter elevada recuperação polimérica (92,0 %) com pureza de 99,0 %. com base nas condições de aplicação de ultrassom e homogeneização à alta pressão definidas anteriormente, na segunda parte deste estudo foi realizada a avaliação cinética da influência de variáveis do processo de extração: tratamento da biomassa (homogeneizador à alta pressão e ultrassom) para efeito comparativo realizaram-se também ensaios a partir de biomassas sem tratamento e tratadas termicamente, temperatura de extração (130 e 150 °c) e tempo de contato células/solvente (5, 15, 30 e 45 min) sobre a porcentagem de recuperação e porcentagem de pureza do polímero extraído. uma vez definido o melhor tratamento da biomassa a ser aplicado em conjunto com carbonato de propileno como método de extração de p(3hb) e, foi verificada a influência deste processo na massa molar do polímero extraído. o método de extração de p(3hb), que associa o tratamento da biomassa com homogeneizador à alta pressão e recuperação polimérica com carbonato de propileno a 150 °c por 5 min, foi definido como o mais eficiente para obtenção de elevadas porcentagens de recuperação de p(3hb) (93,6 %) e pureza (99,0 %) em um menor tempo de contato das células com o solvente, além da menor degradação da massa molar do polímero extraído. a terceira parte é referente ao estudo das variáveis do processo de homogeneização à alta pressão e carbonato de propileno na recuperação, pureza e características do polímero extraído. para este estudo, foram variadas as pressões de operação (500, 900, 1300 e 1500 bar), número de passagens (1, 2 e 3) e o tempo de contato das células com solvente (5 e 15 min). a melhor condição de extração foi obtida com a pressão de 900 bar e 5 min de contato das células com carbonato de propileno aquecido a 150 °c, pois foram obtidos elevados percentuais de recuperação de p(3hb) (97,8 %) com apenas uma passagem da biomassa pelo homogeneizador. através da caracterização do polímero extraído na melhor condição, verificou-se que o mesmo apresentou características térmicas e de massa molar semelhantes aos polímeros (p(3hb)) comerciais. por fim, a última parte desse trabalho está relacionada com o efeito da reutilização do carbonato de propileno, recuperado do processo de extração de p(3hb) sobre a porcentagem de recuperação e porcentagem de pureza do biopolímero extraído e com a avaliação das perdas de solvente nas etapas do processo de extração. foi observada a possibilidade de recuperar 80 % do carbonato de propileno no processo de extração do p(3hb). sendo que dos 20 % de carbonato de propileno não recuperado, 5 % é referente à perda de solvente no processo de separação deste da água, sendo o restante proveniente de perdas nas etapas de filtração (11 %) e nos resíduos celulares (4 %). o solvente recuperado foi reutilizado por onze vezes sem perder a eficiência no rendimento e na pureza do polímero obtido. assim, o conjunto de dados obtidos neste estudo é relevante para a melhoria do processo de extração de p(3hb) produzido por c. necator, pois propõe o desenvolvimento de um método de extração eficaz que combina homogeneização à alta pressão e carbonato de propileno, solvente de baixa toxidade que pode ser reutilizado no processo de extração, contribuindo para a redução dos custos de produção deste biopolímero, o que torna a extração de p(3hb) com este solvente mais competitiva no que se refere à economicidade do processo.

Índice de Shannon: 3.95807

Índice de Gini: 0.933782

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,66% 5,38% 6,49% 4,94% 4,95% 6,23% 6,56% 7,64% 9,04% 5,19% 5,79% 9,63% 4,51% 6,92% 6,46% 6,62%
ODS Predominates
ODS 12
ODS 1

3,66%

ODS 2

5,38%

ODS 3

6,49%

ODS 4

4,94%

ODS 5

4,95%

ODS 6

6,23%

ODS 7

6,56%

ODS 8

7,64%

ODS 9

9,04%

ODS 10

5,19%

ODS 11

5,79%

ODS 12

9,63%

ODS 13

4,51%

ODS 14

6,92%

ODS 15

6,46%

ODS 16

6,62%