Potenciais novos catalisadores para produção de biodiesel: lipases fúngicas de thermomyces lanuginosus e rhizomucor miehei imobilizadas sobre suportes nanozeolíticos trocados com cátions lantanídeos. - Guarnieri, Guilherme de Paula (2020)
O intuito desse projeto é trabalhar na busca por novos catalisadores que possam baratear e otimizar a produção de biodiesel pela transesterificação de matérias-primas de terceira geração via rota etílica. Os catalisadores de interesse são enzimas lipases imobilizadas por adsorção sobre suportes sólidos, as nanozeólitas, em específico as de topologia Faujasita Tipo X. As nanozeólitas foram sintetizadas e submetidas a experimentos de troca iônica para substituição dos íons de sódio (Na+) presentes em sua estrutura por cátions lantanídeos (Ce3+, Dy3+, Gd3+ e La3+) empregando-se soluções nas concentrações de 0,1M e 0,5M (os materiais obtidos nessas condições foram denominados “nano-X/-Ln/-c”, onde “-Ln” representa o cátion lantanídeo e “- c” a concentração da solução de troca iônica). Após os experimentos de troca-iônica os materiais foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e potencial zeta. Os dados de DRX e FT-IR indicaram um nível de amorfização da estrutura cristalina dos materiais em comparação ao material em sua forma sódica. Após a caracterização físico-química os materiais foram utilizados como suportes sólidos para imobilização de enzimas lipases de Thermomyces lanuginosus (TLL) e Rhizomucor miehei (RML). Inicialmente as imobilizações foram realizadas em tampão fosfato 100mM (pH 7,0). A taxa de imobilização das enzimas TLL e RML sobre cada suporte foi determinada pelo método espectrofotométrico do Ensaio de Bradford. A atividade enzimática dos complexos resultantes, assim como a atividade das enzimas livres, foi determinada pelo método titulométrico em testes de lipólise de óleo de oliva. Os complexos nanozeólita-enzima que apresentaram melhores resultados de atividade foram replicados em tampão fosfato 10mM. As enzimas imobilizadas apresentaram uma queda de atividade com relação às suas formas livres, exceto pelas imobilizações realizadas em tampão fosfato 100mM de TLL sobre o material nano-X/Ce/0,5M e de RML sobre o material nano-X/La/0,1M, as quais foram 158,8% e 96,3% mais ativas que suas formas livres nos testes de lipólise. Dentre os complexos selecionados para a transesterificação de óleo de microalgas, as imobilizações de TLL sobre os materiais nanoX/Ce/0,5M, nano-X/Dy/0,1M e nano-X/Gd/0,5M apresentaram os melhores rendimentos de ésteres etílicos, com taxas de conversão de 78%, 75% e 75%, respectivamente.