Publicação: Desenvolvimento de bio-adsorventes com tecnologia de fermentações para descontaminação e recuperação de metais
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS
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Resumo
A ocorrência de acidentes ambientais agravada pelo despejo de metais tóxicos em ambientes
aquáticos pelo mundo, tornou-se uma alerta para toda a sociedade. A presença desses metais
em ambientes aquáticos compromete os organismos que vivem nesse local e o abastecimento
da região. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o potencial de do uso de células
bacterianas de Pseudomonas aeruginosa no processo de remoção de metais pesados a partir da
produção de BioMnOx e bio-adsorventes com o uso de fibra cerâmica e espuma de poliuretano
como matrizes sólidas. Os resultados sugeriram maiores remoções nas condições avaliadas de
não produção de BioMnOx para os metais Co, Zn e Mn que foram de 50, 94 e 80%,
respectivamente. A avaliação dos dois materiais como matriz sólida resultou em capacidades
de bio-adsorção de até 500 µg de íons Mn(II)/g de adsorvente sem modificação por amido de
milho na fibra cerâmica e de até 600 µg de íons Mn(II)/g de adsorvente com a espuma de
poliuretano modificada a 12% de amido de milho ao longo de 120 minutos. A capacidade de
bio-adsorção de íons Mn(II) de equilíbrio foi de aproximadamente 500 µg de íons Mn(II)/g de
adsorvente em 40 min e uma remoção de até 85% de íons Mn(II) em 5 min de tempo de contato,
comprovando ser um processo rápido e eficiente com possível regeneração da matriz sólida de
poliuretano. Paralelo a produção de bio-adsorvente, foi avaliada a produção de biossurfactantes,
que são biomoléculas produzidas por microrganismos como bactérias. Nessa pesquisa, a
caracterização da produção de biossurfactante foi feita pelos testes de tensão superficial, índice
de emulsificação e concentração de ramnolipídio que foram 41mN/m, 100% e 63,45 mg/L,
respectivamente, comprovando a produção desse composto. O estudo econômico do processo
de produção do bio-adsorvente de poliuretano apresentou um custo total de 0,0299 USD/mg de
íons Mn(II) adsorvidos.
Abstract
The occurrence of environmental accidents with the dumping of toxic metals in aquatic
environments around the world, has become a warning for the whole society. The presence of
these metals in aquatic environments compromises the organisms that live there and the supply
of the region. In this context, the present work evaluated the potential of using bacterial cells of
Pseudomonas aeruginosa in the process of removing heavy metals from the production of
BioMnOx and bio-adsorbents with the use of ceramic fiber and polyurethane foam as a solid
matrix. The results suggested greater removals in the evaluated conditions of non-production
of BioMnOx for the metals Co, Zn and Mn which were 50, 94 and 80%, respectively. The
evaluation of the two materials as a solid matrix resulted in bio-adsorption capacities of up to
500 µg of Mn (II) ions / g of adsorbent without modification by corn starch in the ceramic fiber
and up to 600 µg of Mn (II) ions / g of adsorbent with polyurethane foam modified to 12% corn
starch over 120 minutes. The bio-adsorption capacity of equilibrium Mn (II) ions was
approximately 500 µg of Mn (II) ions / g of adsorbent in 40 min and removal of up to 85% of
Mn (II) ions in 5 min. contact, proving to be a fast and efficient process with possible
regeneration of the solid polyurethane matrix. Parallel to the production of bio-adsorbent, the
production of biosurfactants, which are biomolecules produced by microorganisms such as
bacteria, was evaluated. In this research, the characterization of the production of biosurfactant
by the tests of surface tension, emulsification index and concentration of ramnolipid which were
41mN / m, 100% and 63.45 mg / L, respectively, proving the production of this compound. The
economic study of the production process of the polyurethane bio-adsorbent showed a total cost
of 0.0299 USD / mg of adsorbed Mn (II) ions.
Palavras-chave
metais pesados, heavy metals, bio-adsorvente, bio-adsorbent, poliuretano, polyurethane, manganês, manganese, remoção, removal, biossurfactante, biosurfactant, custo, cost
Citação
FERREIRA, Larysse Caixeta. Desenvolvimento de bio-adsorventes com tecnologia de fermentações para descontaminação e recuperação de metais. 2021. 93 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.86.