64ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 4. Química de Produtos Naturais

OBTENÇÃO DE BIODIESEL POR TRANSESTERIFICAÇÃO AUXILIADA POR FUNGOS FILAMENTOSOS

Mirra Angelina Neres da Silva 1 Jacqueline Aparecida Takahashi 1 Isabel Cristina Pereira Fortes 1

1. Departamento de Química - UFMG 2. Profa. Dra./Co-orientadora – Depto.de Química - UFMG 3. Profa. Dra./Orientadora – Depto.de Química - UFMG

INTRODUÇÃO:

A demanda por novas fontes de energia e a necessidade de controle da emissão de poluentes para a atmosfera incentivou o desenvolvimento de biocombustíveis. O biodiesel mostra-se como uma alternativa para substituir o diesel. Pois apresenta viscosidade e conteúdo energético similares ao diesel. Além disso, inclui em seu ciclo de produção a fixação de carbono, por meio do cultivo de oleaginosas. É também biodegradável e essencial livre de enxofre. Optou-se pela catálise enzimática para a obtenção de biodiesel por ser ambientalmente favorável e por fornecer produtos de elevada pureza. As lipases são as enzimas que catalisam a transesterificação de óleos. O custo da enzima é um fator limitante para o emprego desse processo. Dedicou-se este trabalho ao desenvolvimento de estratégias para promover a transesterificação de óleos por catálise enzimática a partir do emprego de espécies fúngicas potencialmente produtoras de lipase. Os fungos selecionados foram Mucor Plumbeus (LAB03), Syncephalastrum racemosum (LAB10), Rhizopus oryzae (LAB16), Rhizopus stolonifer (LAB22) e Aspergillus niger (LAB24). Empregou-se, então, a biomassa fúngica, cultivada em meio a base de batata, como catalisador, o que elimina a etapa de isolamento de enzimas, possibilitando a redução de custos.

METODOLOGIA:

Os microrganismos selecionados foram cultivados em meio sólido (ágar batata 39 gL-1) e em meio líquido. Este foi preparado com: peptona bacteriológica (50gL-1), NaNO3 (1,2 gL-1), KHPO4 (1,2 gL-1) e MgSO4.7H2O (0,5 gL-1). Os microrganismos foram incubados em incubadora (TECNAL-TE-421). Após o crescimento celular, realizaram-se testes para avaliar a quantidade máxima de álcool tolerada pelos microrganismos. Realizaram-se ensaios variando a razão molar álcool/óleo e o tempo. As razões molares óleo/álcool empregadas foram 1:12, 1:6 e 1:3. Os tempos de reação avaliados foram 12 h, 30 h, 48 h e 60 h. Todos os ensaios foram realizados com a biomassa de um dos fungos selecionados. Os produtos de reação foram avaliados por HPLC - High-performance liquid chromatography. A programação da análise foi: reservatório A metanol e no reservatório B uma solução 5:4 (v/v) de 2-propanol e hexano. Empregou-se um gradiente linear de 100% de A para 50% de A e 50% de B em 15 minutos. Seguida de gradiente linear de 50% de A e 50% de B para 100% de B em 20 minutos. A eluição foi feita isocraticamente por mais 3 minutos totalizando 23 minutos de análise. (HOLCAPEK, p.16,1999, adaptado) Todos os solventes empregados foram de grau HPLC.O método de análise permite avaliar a existência de produtos e de subprodutos.

RESULTADOS:

A quantidade máxima de álcool tolerada pelas espécies selecionadas foi de 30 mL. Os álcoois empregados foram metanol, etanol, t-butanol e butanol. Essa quantidade de álcool foi tomada como referência para todos os ensaios. Realizaram-se ensaios com a razão de 1:12 com os fungos LAB03, LAB10, LAB16, LAB22 e LAB24 por 30 h. E alguns ensaios específicos com o LAB10 com as razões molares de 1:12, 1:6, 1:3 e para os tempos de 12 h, 48 h e 60h. Os resultados indicaram que as enzimas dos fungos LAB 03, LAB 10 e LAB 24 foram mais efetivas. O biodiesel não foi obtido em todos os ensaios, porém notou-se a formação de ácidos graxos em praticamente todos os ensaios. Isto pode indicar que houve atuação da enzima. Pois, as lipases de dois modos nas transesterificações. Sendo o primeiro correspondente à hidrólise do triacilglicerídeo e o segundo correspondente à esterificação do ácido graxo com o álcool. Realizaram-se ensaios empregando-se excesso de álcool. Pôde-se notar a formação de biodiesel nessas condições. Quanto aos meios de cultivo, os melhores resultados foram obtidos para o meio sólido. Notou-se que os ensaios realizados com t-butanol apresentaram melhores resultados. Segundo a literatura, os solventes apolares favorecem a miscibilidade das fases e potencializam a atuação enzimática.

CONCLUSÃO:

O trabalho permitiu identificar algumas espécies fúngicas potencialmente produtoras de lipase, bem como avaliar a viabilidade do processo proposto para a produção de biodiesel. As espécies que mais se destacaram foram o Mucor Plumbeus (LAB 03), Syncephalastrum racemosum (LAB10) e Aspergillus niger (LAB24). A obtenção de biodiesel utilizando o processo descrito foi confirmada pelas análises cromatográficas. E a ocorrência de produto foi observada para os menores intervalos de reação. O que sugere que esse processo pode ser viável para a produção a partir da otimização das condições de reação. O meio empregado a base de batata mostrou-se o mais eficiente nas condições avaliadas. Embora a batata componha a alimentação de muitas pessoas, sabe-se que uma parcela do que produz é desperdiçada. Assim, esse processo pode ser também uma alternativa para reduzir os prejuízos do desperdício e os custos de produção do biodiesel. De posse desses resultados, a pesquisa continuará com a finalidade de identificar as condições ótimas de obtenção de biodiesel por meio do referido processo.

Palavras-chave: Biodiesel, Catálise Enzimática, Transesterificação.