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https://hdl.handle.net/1822/47447
Título: | Estudo de viabilidade de produção de polihidroxialcanoatos (PHAs) por culturas microbianas mistas do tratamento do efluente urbano |
Outro(s) título(s): | Polyhydroxyalkanoates production feasibility study (PHAs) mixed microbial cultures for treatment of urban wastewater |
Autor(es): | Ribeiro, Andreia Filipa Moreira Pereira Dinis |
Orientador(es): | Mesquita, D. P. Magalhães, Adriano José Pereira de |
Palavras-chave: | Lamas ativadas polihidroxialcanoatos (PHA) PHV PHB Análise de imagem NSB Reator contínuo Águas residuais Activated sludge Polyhydroxyalkanoates (PHA) Image analysis Continuous reactor Wastewaters |
Data: | 2015 |
Resumo(s): | O plástico convencional produzido através de derivados do petróleo apresenta a
incapacidade de degradar-se, constituindo uma forma de poluição. Por outro lado, é necessário
procurar alternativas ao uso de fontes não-renováveis. Deste modo, a produção de polímeros
biodegradáveis através de microrganismos surge como uma alternativa sustentável para a
substituição dos plásticos convencionais. Dentro dos bioplásticos de base biológica, os PHAs são
os polímeros que possuem propriedades físico-químicas mais semelhantes ao polipropileno (PP),
constituindo assim um potencial candidato à sua substituição.
Globalmente, os objetivos do projeto foram os seguintes: estudo da produção e acumulação
de PHAs a partir de culturas microbianas mistas (lamas ativadas) presentes nos efluentes urbanos
tratados na ETAR de Penices; e comparação do método de cromatografia gasosa com o método
de análise de imagem com coloração de Negro Sudão B (NSB) para análise quantitativa de PHAs.
Neste projeto foram utilizadas culturas mistas para a obtenção de PHAs, tornando-se uma
alternativa mais vantajosa, em relação à utilização de culturas puras a nível industrial, uma vez
que permite o uso de culturas sem qualquer manipulação do meio em que se inserem. Traduz-se
num processo economicamente mais atrativo tanto a nível de adição de substratos específicos
como a nível de condições de esterilização.
Os resultados obtidos a partir da cromatografia gasosa revelaram que a acumulação de PHA
nas lamas ativadas atingiu uma fração mássica máxima de PHA de 5.3 %, em relação ao teor em
biomassa liofilizada, e uma concentração máxima igual a 127 mg L-1. Por outro lado, os resultados
da técnica de coloração NSB demonstraram o mesmo, obtendo-se um coeficiente de correlação
de 0.91 e um erro quadrático médio de previsão (RMSEP) de 5.65 mg L- 1. Assim, apesar do erro
associado, esta última técnica sugere ser uma alternativa viável para a quantificação deste
polímero, sendo mais fácil de operar e menos dispendiosa. Com recurso ao programa SuperPro
Designer® concluiu-se que a produção de PHAs com culturas mistas à escala industrial não é viável, dadas as baixas quantidades obtidas de polímero, tal como o elevado investimento na
instalação para extração e purificação. The conventional plastic produced by petroleum presents the inability to degrade, constituting a form of pollution. On the other hand, it is necessary to seek alternatives to the use of non-renewable sources. Thus, the production of biodegradable polymers by microorganism arises as a sustainable alternative for the substitution of conventional plastics. Within the bio-based bioplastics, the PHAs are polymers that have physicochemical properties more similar to polypropylene (PP), thus constituting a potential candidate for replacement. Overall, the project objectives were as follows: study of the production and accumulation of PHAs from mixed microbial cultures (activated sludge) present in urban wastewater treated in Penices; and comparing gas chromatographic method with the image analysis method with Sudan Black B (SSB) stain for quantitative analysis of PHAs. In this design were used mixed cultures for obtaining PHAs, becoming a more advantageous alternative, in relation to the use of pure cultures on an industrial scale, since it allows the use of cultures without any manipulation of the environment in which they operate. Results in an economically more attractive process both the addition level of specific substrates such as the level of sterilization conditions. The results from the gas chromatography revealed that the accumulation of PHA in activated sludge reached a maximum mass fraction of PHA equal to 5.3 % with respect to the content of lyophilized biomass, and a maximum concentration equal to 127 mg L-1. Moreover, the results of NSB staining technique demonstrated the same, obtaining a correlation coefficient of 0.91, and a root mean squared error of prediction (RMSEP) of 5.65 mg L-1. Thus, despite the associated error, this latter technique suggested to be a viable alternative for the quantification of polymer, easier to operate and less expensive. With use of SuperPro Designer® program we concluded that the production of PHAs with mixed cultures in industrial scale is not reliable, according the low quantities obtained polymer, such as high investment in the plant for extraction and purification. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia do Ambiente) |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/47447 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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