Publicação: Biossolubilização de fósforo proveniente de rocha fosfática utilizando fungos e bactérias
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Coorientador
Resende, Miriam Maria de, Cardoso, Vicelma Luiz
Resumo
As plantas, como todo ser vivo, necessitam de nutrientes que são um dos fatores
determinantes para o crescimento e desenvolvimento, e que por sua vez são retirados do solo.
O fósforo é um elemento essencial para as plantas e está presente no solo em baixas
concentrações. Para conseguir suprir tal necessidade, fertilizantes (adubos) químicos são
adicionados, porém, um dos principais problemas relativos à absorção do fósforo pelas
plantas se deve ao fato de uma grande parte ser do adubo químico e estar na forma
imobilizado como fosfatos insolúveis. Mundialmente, mais de 99% dos fertilizantes
fosfatados são produzidos a partir de reservas de rochas fosfáticas e utilização de ácidos
inorgânicos fortes (ácido sulfúrico) para obtenção de formas mais solúveis de fosfato, gerando
subprodutos impactantes ao meio ambiente. A utilização de microrganismos solubilizadores
de fosfato (MSF) tem-se mostrado uma alternativa biotecnológica promissora para a produção
de adubos com fósforos solúveis a partir de rocha fosfática (RF). Assim, este trabalho teve
como objetivo selecionar fungos e bactérias com desempenho eficiente na biossolubilização
de fósforo, assim como fazer uma avaliação da utilização de co-culturas no processo, e ainda
estudar o processo de biossolubilização de fósforo em reatores cônicos de bancada, air lift e
reator rotativo, analisando as condições operacionais e os ácidos orgânicos produzidos ao
longo do processo. Para os testes realizados em fermentação submersa utilizando espécies de
Trichoderma verificou-se que todas apresentaram comportamento semelhante em relação as
variáveis analisadas (pH, produção de ácidos, fósforo solúvel e quantidade de biomassa),
sendo que a associação (co-cultura) das culturas de Trichoderma mostrou-se mais eficiente,
com máxima eficiência alcançada de 19,4%. Nos testes realizados em fermentação no estado
sólido, em reator do tipo tambor rotativo com umidade inicial de 55%, a eficiência máxima
foi de 49,6%. Constatou-se a importância da produção de ácidos orgânicos, o valor do pH do
meio para o processo, bem como as composições e condições de crescimento do
microrganismos, tanto para os processos utilizando fungos quanto para os que foram
utilizadas bactérias. Nos testes nos quais as bactérias foram os MSF, as espécies do gênero
Bacillus testadas apresentaram o mesmo potencial solubilizador para rocha fosfática, quando
testadas isoladamente. No caso das bactérias acidófilas, a Acidithiobacillus ferrooxidans
apresentou melhores resultados comparativamente a Acidithiobacillus thiooxidans.
Abstract
Plants, like every living thing, need nutrients that are one of the determining factors for
growth and development, and which in turn are removed from the soil. Phosphorus is an
essential element for plants and is present in the soil at low concentrations. In order to meet
this need, chemical fertilizers are added, however, one of the main problems regarding the
absorption of phosphorus by plants is due to the fact that a large part of the chemical fertilizer
is in the immobilized form as insoluble phosphates. Worldwide, more than 99% of phosphate
fertilizers are produced from phosphate rock reserves and use of strong inorganic acids
(sulfuric acid) to obtain more soluble forms of phosphate, generating by-products that impact
the environment. The use of phosphate solubilizing microorganisms (MSF) has been shown to
be a promising biotechnological alternative for the production of fertilizers with soluble
phosphates from phosphate rock (RF). The objective of this work was to select fungi and
bacteria with efficient performance in phosphorus biosolubilization, as well as to evaluate the
use of co-cultures in the process and to study the phosphorus biosolubilization process in
conical, lift and rotary reactor, analyzing the operational conditions and the organic acids
produced throughout the process. For the tests carried out in submerged fermentation using
Trichoderma species, it was verified that all presented similar behavior in relation to the
analyzed variables (pH, acid production, soluble phosphorus and amount of biomass), and the
association (co-culture) of Trichoderma showed to be more efficient, with maximum
efficiency achieved of 19.4%. In the tests carried out in solid state fermentation, in a rotary
drum type reactor with initial moisture of 55%, the maximum efficiency was 49.6%. The
importance of the production of organic acids, the pH value of the medium for the process, as
well as the compositions and conditions of growth of the microorganisms were verified, both
for the processes using fungi and for which the bacteria were used. In the tests in which the
bacteria were the MSF, the species of the genus Bacillus tested had the same solubilizing
potential for phosphate rock, when tested alone. In the case of acidophilic bacteria,
Acidithiobacillus ferrooxidans presented better results compared to Acidithiobacillus
thiooxidans.
Palavras-chave
Engenharia química, Fertilizantes fosfatados, Adubos e fertilizantes, Fósforo na nutrição de plantas, Biossolubilização, Rocha fosfática, Fungos, Bactérias, Co-culturas, Biosolubilization, Phosphate rock, Fungi, Bacteria, Co-cultures
Citação
CARMO, Taciana Soares do. Biossolubilização de fósforo proveniente de rocha fosfática utilizando fungos e bactérias. 2017. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2017.158