dc.contributor.author | Silva, Mariana Julia Gomes da | |
dc.date.accessioned | 2022-10-14T08:16:58Z | |
dc.date.available | 2022-10-14T08:16:58Z | |
dc.date.issued | 2022-09-12 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Mariana Julia Gomes da. Simulação dinâmica da produção de biossurfactantes pelas bactérias Pseudomonas aeruginosa e Pseudomonas fluorescens utilizando modelo cinético de Monod. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16861. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16861 | |
dc.description.abstract | Surfactants are tensoative compounds with amphipathic characteristics, due to the presence of hydrophilic and hydrophobic structures in the same molecule, which gives them the property of distributing themselves between two immiscible phases from the reduction of interfacial and surface tension. The production of these molecules can come from synthetic or biological routes, with the synthetic route using petroleum derivatives and the biological route using cellular metabolites or enzymes. The exploration of the microbiological route comes from the growing environmental concern for the substitution of petroleum-based products by less polluting ones, because the surfactants produced by the chemical route have greater toxicity to living beings and its application may result in environmental contamination of soils and aquatic environments. In comparison, biosurfactants have biodegradable and non-toxic characteristics, may have higher surfactant power than those from the synthetic route, and are stable over a wide range of temperature, pH, and ionic strength. This work is a literature review on surfactants, biosurfactants and their main uses in the industry, especially in the petrochemical industry. In addition, the objective was to model and simulate the production of biosurfactant by respiration, using the free software Scilab 6.1.1. By defining a kinetics for consumption of the two substrates (heavy petroleum fractions, n-Hexadecane and n-Eicosane), for cell growth of two biosurfactant-producing bacteria (Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas fluorescens bacteria) and accumulation of bioproduct (Ramnolipid biosurfactant), a system of ordinary differential equations was organized, based on Monod's kinetic model proposed by Sakthpriya et al. (2016). The results obtained reinforce the possibility of using the two bacteria for the degradation of these heavy hydrocarbon fractions, evidenced by the consumption of substrate mass as a function of the formation of new biosurfactants. Even with a low productivity for industrial application, the analysis from the low yield data, which was calculated from the average biomass produced per unit of substrate mass consumed (g.g-1), had the highest quantitative production with n-Eicosane as substrate and P. aeruginosa as bacterial cell, reaching the concentration of 0.12 g.L-1. For the model developed with the High Yield values, the highest concentration of biosurfactant used n-hexadecane as substrate and P. aeruginosa as bacteria, reaching a maximum concentration of 5.45 g.L-1. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Biossurfactantes | por |
dc.subject | Pseudomonas aeruginosa | por |
dc.subject | Pseudomonas fluorescens | por |
dc.subject | n-Hexadecano | por |
dc.subject | n-Eicosano | por |
dc.subject | Biosurfactants | eng |
dc.subject | n-Hexadecane | eng |
dc.subject | n-Eicosane | eng |
dc.title | Simulação dinâmica da produção de biossurfactantes pelas bactérias Pseudomonas aeruginosa e Pseudomonas fluorescens utilizando modelo cinético de Monod | por |
dc.title.alternative | Dynamic simulation of biosurfactant production by Pseudomonas aeruginosa and Pseudomonas fluorescens bacteria using Monod's kinetic model | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | Sousa Junior, Ruy de | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1983482879541203 | por |
dc.description.resumo | Os surfactantes são compostos tensoativos com características anfipáticas devido a presença
de estruturas hidrofílicas e hidrofóbicas na mesma molécula, o que lhes proporciona a
propriedade de se distribuir entre duas fases imiscíveis ocasionando a diminuição de tensão
interfacial e superficial. A produção dessas moléculas pode advir de rotas sintéticas ou
biológicas, sendo que a sintética utiliza derivados de petróleo e as biológicas utilizam-se de
metabólicos celulares ou de enzimas. A exploração da rota microbiológica advém da
crescente preocupação ambiental para a substituição de produtos à base de petróleo por
produtos menos poluentes, pois os surfactantes produzidos por rota química têm maior
toxicidade para os seres vivos e sua aplicação pode resultar em contaminação ambiental de
solos e ambientes aquáticos. Comparativamente, os biossurfactantes tem características
biodegradáveis e atóxicas, podem possuir poder tensoativo superior aos de rota sintética,
além de apresentarem estabilidade em ampla faixa de temperatura, pH e força iônica. Este
trabalho se concretiza em uma revisão bibliográfica sobre os surfactantes, os
biossurfactantes e suas principais utilizações na indústria, em especial na indústria
petroquímica. Para além, objetivou-se modelar e simular a produção de biossurfactante por
via respiratória, utilizando o software livre Scilab 6.1.1.. Através da definição de uma
cinética para consumo dos dois substratos (frações pesadas de petróleo, n-Hexadecano e n-
Eicosano), para o crescimento celular de duas bactérias produtoras de biossurfactantes
(Bactérias Pseudomonas aeruginosa e Pseudomonas fluorescens) e acumulação de
bioproduto (Biossurfactante Ramnolipídio), foi organizado um sistema de equações
diferenciais ordinárias, baseado no modelo cinético de Monod proposto por Sakthpriya et al.
(2016). Os resultados obtidos reforçam a possibilidade do uso das duas bactérias para a
degradação dessas frações pesadas de hidrocarbonetos, evidenciados pelo consumo da massa
de substrato em função da formação de novos biossurfactantes. Mesmo com uma
produtividade baixa para a aplicação industrial, a análise a partir dos dados de Baixo
Rendimento, que foi calculado a partir da biomassa média produzida por unidade de massa
de substrato consumido (g.g-1), teve como maior produção quantitativa o n-Eicosano como
substrato e P. aeruginosa como célula bacteriana, chegando à concentração de 0,12 g.L-1. Já
para o modelo desenvolvido com os valores de Alto Rendimento, a maior concentração de
biossurfactante utilizou n-Hexadecano como substrato e P. aeruginosa como bactéria,
chegando a uma concentração máxima de 5,45 g.L-1. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | por |