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Análise da biorremediação de compostos monoaromáticos em água através da pseudomonas aeruginosa
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-29) Câmara, Jéssica Maria Damião de Arruda; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/2979179697297514; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/0425277527484841; Pinheiro, Álvaro Daniel Teles; ; http://lattes.cnpq.br/9534170597084129
A exploração de petróleo é uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e apesar de seus derivados apresentarem inúmeras aplicações em relação aos processos industriais, existem muitos subprodutos indesejáveis durante esse processo, um deles é a água separada do petróleo, denominada água de produção, que é constituída por poluentes de difícil degradação. Além disso, o elevado volume de água gerado torna seu tratamento um grande problema para as indústrias petrolíferas. Dentre os principais contaminantes desses efluentes estão o fenol e seus derivados, substâncias de difícil degradação natural que devido ao poder tóxico, devem ser removidos por um processo de tratamento antes de sua disposição final. Com o intuito de viabilizar a remoção de fenol em águas residuais da indústria petrolífera foi desenvolvido um sistema de extração por floculação iônica com tensoativo. A floculação iônica baseia-se na reação de tensoativo carboxilado com cálcio originando um tensoativo insolúvel, que sob agitação agrega-se formando flocos capazes de atrair a matéria orgânica através da adsorção. No presente trabalho, utilizou-se sabão base como tensoativo na floculação iônica e avaliou-se a eficiência do processo pela influência dos seguintes parâmetros: concentração de tensoativo, fenol, cálcio e eletrólitos, velocidade de agitação, tempo de repouso, temperatura e pH. A floculação do tensoativo se deu no próprio efluente (concentração inicial de fenol = 100 ppm,) e a eficiência de remoção alcançou 65% de remoção, utilizando concentrações de tensoativo e cálcio de 1300 e 975 ppm, respectivamente em T = 35 °C, pH = 9,7, velocidade de agitação = 100 rpm e tempo de contato de 5 minutos. A permanência dos flocos em meio aquoso promove a dessorção do fenol da superfície do floco para a solução, atingindo 90% de dessorção em um tempo de 150 minutos, e o estudo da cinética de dessorção mostrou que o modelo de Lagergren de pseudo-primeira ordem foi adequado para descrever a dessorção do fenol. Estes resultados mostram que o processo avaliado pode configurar uma nova alternativa para o tratamento no que se refere a remoção de fenol de efluentes aquosos da indústria de petróleo.
Application of rhamnolipid biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa in microbial-enhanced oil recovery (MEOR)
(Springer, 2019-02-25) Câmara, Jéssica Maria Damião de Arruda; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Barros Neto, Eduardo Lins de; Oliveira, Mário Cézar Amorim de
In this study, the biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa was evaluated in view of its ability to be used in Microbial-Enhanced Oil Recovery (MEOR). This microorganism was isolated from a soil artificially contaminated with crude oil and used to produce rhamnolipid using glycerol as the carbon source. The biosurfactant efficiently reduced water surface tension from 72 to 35.26 mN/m at its critical micelle concentration of 127 mg/L and emulsification rate (E24) of 69% for the crude oil. Furthermore, it was demonstrated that the rhamnolipid can recover oil, even 2 months after its production, which shows that its biodegradability is not a disadvantage to the application in MEOR. The best result, for a biosurfactant concentration of 100% above the Critical Micelle Concentration (CMC) and petroleum with API gravity of 21.90, showed that the total recovery factor was 50.45±0.79%, of which 11.91±0.39% corresponds to MEOR
Estudo cinético da produção de ramnolipídeo pela Pseudomonas aeruginosa e sua aplicação na recuperação avançada de petróleo
(2019-07-22) Câmara, Jéssica Maria Damião de Arruda; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; Nunes, Andrea Oliveira; ; Lima, Anita Maria de; ; Santos, Francisco Klebson Gomes dos; ; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra;
Os biossurfactantes apresentam uma alternativa ao uso dos surfactantes sintéticos, principalmente quando se leva em consideração suas vantagens de maior biodegradabilidade, maior estabilidade e menor toxicidade. Dentre estes, o ramnolipídeo, produzido pela Pseudomonas aeruginosa, configura-se como um dos mais interessantes biossurfactantes, devido aos seus rendimentos elevados e sua aplicabilidade na recuperação avançada de petróleo. Entretanto, sua aplicação em larga escala tem sido um desafio para as empresas, uma vez que os custos de produção são elevados, por causa, principalmente, dos processos downstream de purificação. Diante disso, neste trabalho a produção de ramnolipídeo por uma cepa de Pseudomonas aeruginosa foi investigada e otimizada. Foi utilizado o planejamento Plackett-Burman, para selecionar as variáveis que afetavam significativamente o rendimento da produção do biossurfactante, e o planejamento Composto Central, para otimizar a produção de ramnolipídeo. Posteriormente, foi realizada a modelagem cinética, no qual foram testados quatro modelos não-estruturais, e os parâmetros foram otimizados através do Algoritmo Genético e discretização numérica pelo método de Runge-Kutta. O biossurfactante produzido foi caracterizado e avaliado quanto a sua capacidade de ser utilizado na recuperação melhorada por microrganismo (MEOR), por fim, foi investigada a influência da etapa de purificação na habilidade do ramnolipídeo de aumentar a produção de óleo após o processo de recuperação convencional. Os resultados obtidos mostraram que os valores ótimos de temperatura, pH, razão carbono/nitrogênio, concentração de glicerol e tempo (variáveis selecionadas pelo planejamento experimental estatístico) são, respectivamente, 30,17°C, 7,37, 32,35, 9.36% v/v e 10,26 dias. O biossurfactante produzido também apresentou uma taxa de emulsificação, aproximadamente 67% para o n-hexano e 69% para o petróleo, e uma capacidade de reduzir a tensão superficial da água de 72 para 35,26 mN/m a uma c.m.c. de 127 mg/L. Além disso, o ramnolipídeo também apresentou uma boa estabilidade para amplas faixas de pH e salinidade. Essas características o configuraram adequado para a aplicação em MEOR. Os parâmetros cinéticos, de quatro modelos não-estruturados, para os dados experimentais de quatro curvas de produção de ramnolipídeo foram otimizados pelo método do algoritmo genético e o principal resultado demonstrou que o modelo de Monod é o que melhor prediz os dados, com valores de µmáx igual a 0,06 h -1 , KS igual a 50,8 g/L, YX/S igual a 0,43 g/g e YP/X igual a 0,017 g/g. Os testes de recuperação avançada demonstraram que o ramnolipídeo pode recuperar óleo de forma eficiente, obtendo o melhor resultado para uma concentração de biossurfactante de 100% acima da c.m.c. e petróleo com grau API de 21,90, o qual foi possível atingir uma recuperação total de 50,45±0,79%, do qual 11,91±0,39% corresponde ao MEOR. Além disso, foi evidenciado que a biodegradabilidade do ramnolipídeo não representou uma desvantagem e que maiores investimentos em processos de purificação para o bissurfactante podem não ser necessários, uma vez que este manteve sua capacidade em aumentar o fator de óleo recuperado, mesmo após dois meses de sua produção. Com relação aos testes com o ramnolipídeo não-purificado, este apresentou maiores fatores de recuperação, quando comparado com o purificado, para os três tipos de óleo estudados.
Evaluation of the purification process in rhamnolipid biosurfactant for application in microbial-enhanced oil recovery (MEOR)
(Brazilian Association of Research and Development in Petroleum and Gas (ABPG), 2019-10-08) Câmara, Jéssica Maria Damião de Arruda; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Barros Neto, Eduardo Lins de; Oliveira, Mário Cézar Amorim de
Biosurfactants are employed in several industrial applications which require a high purity level. However, the downstream purification processes are responsible for a large portion of the expenses incurred by biosurfactant production plants. The high costs associated with these processes turn their application on a large scale a challenge for companies. This study aimed to evaluate the influence of the purification step on the capacity of the rhamnolipid produced by a Pseudomonas aeruginosa strain to recover oil. Both purified and non-purified biosurfactants were efficient in their ability to recover oil. The best result, for the API gravity oil of 27.67, presented a total Recovery Factor of 47.45±1.78%, in which 10.2±0.85% corresponds to the MEOR. However, the results show that non-purified biosurfactant was more efficient in terms of amount of oil recovered during the MEOR stage. This demonstrates that the purification step may not be necessary, reducing the production costs of the rhamnolipid
Kinetics of the biodegradation of monoaromatics by pseudomonas aeruginosa
(Associação Brasileira de Engenharia Química, 2019) Câmara, Jéssica Maria Damião de Arruda; Sousa, M. A. S. B.; Barros Neto, Eduardo Lins de
Water contamination by monoaromatic compounds has risen throughout time, which leads to the necessity of developing new water treatment technology, capable of minimizing their negative effect on the environment. In this context, biological processes present themselves as a solution to the processes of extraction. Bioremediation makes use of microbial groups capable of using hydrocarbons as a source of carbon to perform their metabolic functions. This work evaluated the biodegradation efficiency of Pseudomonas aeruginosa strain isolated from contaminated matrices, for the substrates benzene, ethylbenzene and toluene, aiming to determine to which compound the bacteria had better adaptation. For that, bioremediation assays were performed for each of the monoaromatic compounds, in an isolated way, with the goal of obtaining experimental data and from this Monod and Andrews kinetic models were discretized and numerically developed through the Runge-Kutta method. It was possible to observe that Pseudomonas aeruginosa has a bigger affinity for ethylbenzene, while benzene generated a bigger microbian coefficient. Monod´s model was capable of predicting satisfactorily the experimental data

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