Repositório Institucional POSITIVO Universidade Positivo Dissertação Programa de Pós-Graduação em Gestão Ambiental
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Tipo: Dissertação
Título: Redução da carga poluidora de vinhaça de soja utilizando linhagens de Cupriavidus necator
Autor(es): Alexandre, Elizabeth dos Santos Costa
Primeiro Orientador: Carvalho Filho, Marco Aurélio Da Silva
Primeiro coorientador: Lacerda, Luiz Gustavo
Resumo: O efluente vinhaça de soja, obtido do processo de recuperação do álcool a partir do melaço de soja, apresenta elevada demanda química de oxigênio (DQO) e alta toxicidade, não podendo ser tratado como um efluente residual comum. Diariamente no Brasil, são obtidos 10000 L de etanol com geração de um volume diário de 220000 L de vinhaça de soja, na única unidade industrial de produção de etanol a partir do processamento de soja. A prevalência deste efluente no ambiente representa um novo centro de bases de pesquisas e estudos ligados à gestão ambiental. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a redução da carga poluidora em vinhaça de soja. Foram testados dois tratamentos biotecnológicos utilizando duas linhagens do gênero Cupriavidus, nomeadamente NRRL B-2804 e NRRL B-4383 e uma linhagem de Pseudomonas oleovorans NRRL B-778, no intuito de redução da DQO e produção de um biopolimero com valor econômico agregado. A DQO inicial da vinhaça de soja, foi de 155,18 g.L -1 . Um estudo preliminar foi realizado em diferentes concentrações de vinhaça de soja com o intuito de avaliar os parâmetros de produção de biomassa em teor de massa seca, temperatura e crescimento celular dos microrganismos mais adequados. Aplicaram-se tratamentos conduzidos em dois meios de cultivos MC1e MC2 utilizando ensaios em nonata em frascos de erlenmeyer de 500 mL de capacidade com 150 mL do meio de cultivo aletados para cada tratamento. Os cultivos foram preparados com vinhaça de soja diluída a 30%, caldo nutriente modificado, suplementados com hidrolisado de casca de arroz, onde MC2 foi diferenciado do MC1 por subtrair o meio mineral (MM) de sua composição. No final do estudo, duas linhagens foram selecionadas, C. necator NRRL B-2804 e NRRL B-4383 e 36 unidades experimentais foram preparadas. O decréscimo da DQO e a formação de biomassa em MC1 e MC2 foram avaliados estatisticamente mediante testes de Tukey e de Levene utilizando a ANOVA para descriminação de médias e verificação da homogeneidade entre tratamentos. Os valores máximos de redução de DQO obtidos para MC1 e MC2 inoculados com a linhagem C. necator NRRL B-2804, foram de respectivamente 72% e 65% de remoção para o cultivo em agitador orbital á 180 rpm, 30 ºC em relação a DQO inicial da vinhaça antes do tratamento. O meio MC2 inoculado com a linhagem C. necator NRRL B-4383 foi escolhido e fermentado em biorreator-fermentador TEC-BIO 7,5 L durante 72 h, com remoção da DQO em até 66% nas mesmas condições. A presença de polihidroxialcanoatos (PHAs) na biomassa obtida a partir do meio MC2 inoculado com a linhagem C. necator NRRL B - 2804 foi identificada para temperatura de fusão de 173 ºC, confirmada pela literatura. A redução da DQO obtida para a vinhaça de soja, utilizando meios de cultura contendo resíduos industriais, demonstrou ser um tratamento promissor para novas perspectivas com foco na gestão ambiental, para as condições aplicadas neste estudo, podendo ser melhorado com otimização do bioprocesso utilizado.
Abstract: The effluent vinasse , soybean obtained by the process of recovery of alcohol from molasses , soybean has a high chemical oxygen demand ( COD) and high toxicity and can not be treated as a common waste effluent . By environmental problems and complications that can generate wastewater at the plant , is a new challenge that the choice for your treatment. Daily in Brazil, are obtained 10,000 L of ethanol to generate a daily volume of 220,000 L of soybean vinasse, in the only producing ethanol plant from soybean processing. The prevalence of this effluent in the environment represents a new central basis for research and studies related to environmental management. This work was developed to evaluate the reduction of the pollution load in soybean vinasse. Two treatments were tested (culture medium) using two strains of the genus Cupriavidus, including NRRL B - 2804 and NRRL B - 4383 and a strain of Pseudomonas oleovorans NRRL B -778 . The COD of vinasse, soybean was 155.18 gL-1 . It was conducted a preliminary study in soybean vinasse concentrations and evaluated the parameters such as biomass production in dry matter content, temperature and cell growth of microorganisms suitable for use. Treatments were applied and conducted in two culture media MC1 and MC2 using nonata tests in 500 mL Erlenmeyer flask with 150 mL capacity of culture medium for each finned treatment. The cultures were prepared with soybean vinasse diluted to 30%, modified nutrient broth supplemented with hydrolyzed rice husk, and MC1 was distinguished from the MC2 by subtracting the mineral medium (MM) of its composition. At the end of the study, two strains were selected C. necator NRRL B – 2804, NRRL B – 4383 respectively and 36 experimental units were prepared. The results of COD decrease and biomass formation in MC1 and MC2 were evaluated statistically by Tukey test and Levene using ANOVA for discrimination means and verification of homogeneity among treatments. The maximum reduction of COD obtained for MC1 and MC2 inoculated with the strain C. necator NRRL B- 2804 , respectively was 72% and 65 % of removal for cultivation in orbital shaker at 180 rpm, 30°C within the initial COD before vinasse treatment. The medium inoculated with strain MC2 C. necator NRRL B- 4383 was selected and fermented in a bioreactor - fermenter BIO - TEC 7.5 L for 72 h with 66% of COD removal under the same conditions. The presence of polyhydroxyalkanoates (PHAs) derived from biomass in the medium inoculated with the strain MC2 C. necator NRRL B - 2804 was identified by the fusing temperature of 173°C confirmed in the literature. The COD reduction obtained for the soybean vinasse using culture media containing industrial waste, proved to be a promising treatment for new perspectives with a focus on environmental management, to the conditions applied in this study could be improved by optimization of the bioprocess used.
Palavras-chave: Análise térmica
DQO
Cupriavidus necator
Gestão ambiental
Vinhaça de soja
Polihidroxialcanoatos
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Positivo
Sigla da Instituição: UP
Departamento: Pós-Graduação
Programa: Programa de Pós-Graduação em Gestão Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.cruzeirodosul.edu.br/handle/123456789/2432
Data do documento: 2013
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