Extração do biopolímero P(3HB) com solvente renovável

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Corrêa, Mariana Pacheco
• Orientador(a): Cardozo, Nilo Sérgio Medeiros
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biopolímeros; Solventes
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/110069

No cenário mundial – e também nacional, com iniciativas de implementação da Política Nacional de Resíduos Sólidos – a indústria de materiais poliméricos tem buscado soluções para processos industriais mais sustentáveis, melhorias de infraestrutura-logística e destinos adequados para embalagens plásticas pós-consumo; promovendo um melhor aproveitamento do ciclo de vida desses materiais. Neste sentido, os biopolímeros têm sido alvo de atenção por serem polímeros biodegradáveis, ou produzidos a partir de matéria-prima renovável, ou ambos. Polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres sintetizados por inúmeras bactérias e armazenados em corpos de inclusão nas células como reserva de energia, sendo produzidos a partir de fontes renováveis e apresentando como principal característica a biodegradabilidade. Um dos grandes entraves à utilização mais difundida dos PHAs é o seu custo elevado, sendo que um dos fatores que contribui para este custo é a dificuldade de extração do biopolímero da célula. O principal método utilizado é a extração com clorofórmio, que além de cara, em função da alta quantidade de solvente requerida, apresenta também problemas do ponto de vista ambiental. O objetivo do presente trabalho é encontrar um solvente renovável, ou seja, que seja oriundo de matéria-prima renovável (de preferência cana de açúcar) e que apresente bom desempenho no processo de extração de P(3HB) do interior da B.megaterium, bactéria Gram-positiva. Os isômeros n e iso de butanol e pentanol e acetato de etila – que no Brasil é fabricado a partir de etanol de cana de açúcar – foram os solventes renováveis testados. Também foram realizados experimentos com clorofórmio e hipoclorito, como base de comparação. Os resultados obtidos na extração com clorofórmio, hipoclorito e combinação de ambos apresentaram-se semelhantes a literatura, porém, não são recomendados para uso pois vão de encontro aos cuidados ambientais e tecnologias sustentáveis. Já os solventes alcoólicos testados, apesar de sustentáveis, apresentaram baixíssima solubilidade do P(3HB), não configurando solventes indicados para esse sistema. Na etapa inicial do estudo da extração com acetato de etila, obteve-se resultados de extração da mesma ordem daqueles obtidos com clorofórmio. Sendo assim, foi feito um conjunto de experimentos adicionais com base em um planejamento composto central rotacional dividido em blocos, visando-se estabelecer as condições de tempo, temperatura e razão volume de solvente: massa de biopolímero que maximizam o rendimento e a pureza do produto na extração do P(3HB) com acetato de etila, obtendo-se, na condição ótima, rendimento de extração de 78 % e grau de pureza de 65 %. Adicionalmente, considerando origem renovável e menor preço – frente a outros ésteres - o acetato de etila se destaca como solvente potencial para uso em escala industrial na extração do P(3HB).