Conversão de glicerol residual da síntese de biodiesel em 1,3-propanodiol e 2,3-butanodiol por células imobilizadas de Klebsiella pneumoniae BLh-1 em biorreatores contínuos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Damasceno, Ana Paula Klaus
• Orientador(a): Ayub, Marco Antônio Záchia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Glicerol; Klebsiella pneumoniae; Reatores biológicos
• Palavras-chave em Inglês: Lentikats®; Fixed bed bioreactors; Fluidized bed reactor; Residual glycerol; Klebsiella pneumoniae BLh-1
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/230347

Na indústria de biodiesel, além do produto principal há também a formação de subprodutos, sendo um destes o glicerol residual que é gerado em grandes quantidades. Atualmente sabe-se que o glicerol possui um grande potencial para utilização em bioprocessos, utilizando-o como substrato para produção de bioprodutos através da fermentação bacteriana gerando, por exemplo, 1,3-Propanodiol (1,3-PD) e 2,3-Butanodiol (2,3-BD), além de outros produtos como etanol, ácido acético e ácido lático. Este trabalho teve como objetivo a conversão de glicerol residual da indústria de biodiesel em 1,3-PD e 2,3-BD utilizando células imobilizadas de Klebsiella pneumoniae BLh-1 em um tipo de PVA, chamado Lentikats®, em biorreatores de leito fixo (RLE) e leito fluidizado (RLF) em operação contínua. As células de K. pneumoniae BLh-1 foram imobilizadas pela técnica de envolvimento em matrizes porosas, onde a tecnologia patenteada de imobilização celular em hidrogel de álcool polivinílico (PVA), Lentikats® foi empregada. Foram utilizados biorreatores de coluna de 150 mL de volume em RLE e RLF, operados com diferentes vazões de alimentação e saída, que correspondem às taxas de diluição (D) de 0,14, 0,30 e 0,45 h-1 e 0,10, 0,22 e 0,33 h-1, respectivamente. As vazões de entrada e saída e o pH (7,0) foram controlados ou monitorados na unidade de controle do biorreator e a temperatura (37 °C) foi controlada por um banho termostático. Para a fluidização da coluna de células imobilizadas foi adicionada uma vazão de reciclo de aproximadamente 200 mL.min-1. As concentrações de glicerol e dos bioprodutos foram monitoradas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Os melhores resultados para produção de 1,3-PD e 2,3-BD foram obtidos com os RLE nos três experimentos realizados. A melhor produtividade para 1,3-PD foi de 8,69 g.L-1.h-1, em uma D=0,45 h-1, no experimento 2. Para 2,3-BD foi no experimento 1 com 2,99 g.L-1.h-1 em uma D=0,3 h-1. O reator de leito fluidizado com controle de pH em 7,0 proporciona uma produção, rendimento e produtividade menores em relação aos outros experimentos para produção de 1,3-PD e 2,3-BD. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram concluir que é possível a utilização de reatores contínuos com células imobilizadas de K. pneumoniae para a bioconversão de glicerol residual em produtos de valor agregado, em particular, de 1,3-PD e 2,3-BD.