Tratamento de efluentes de indústria de laticínios utilizando lipases de Burkholderia cepacia LTEB11
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| Data de Publicação: | 2007 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
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| Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPR |
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Resumo: | Orientadora: Nadia Krieger |
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Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaKrieger, Nadia, 1952-Durli, Edneia2024-10-11T19:17:25Z2024-10-11T19:17:25Z2007https://hdl.handle.net/1884/16870Orientadora: Nadia KriegerDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 14/12/2007Inclui bibliografiaÁrea de concentração: Química orgânicaResumo: Lipases de Burkholderia cepacia LTEB11, produzidas por fermentação no estado sólido (FES), foram empregadas no tratamento de efluentes de indústria de laticínio, com o objetivo de reduzir o teor de gordura contida no efluente. A enzima foi produzida em Erlenmeyers contendo 10 g de farelo de semente de girassol, incubados a 29 ºC. A atividade lipolítica máxima foi de 205±5 U/gss, obtido em 72 h. O material fermentado foi liofilizado e então armazenado a 4 ºC. Estudos foram realizados adicionando-se o sólido seco diretamente nas amostras de efluentes não autoclavadas com diferentes concentrações de O&G (167-690 mg/L), obtidas com adição de creme de leite comercial. A eficácia da hidrólise da gordura foi avaliada com base no teor de ácidos livres no efluente e pela remoção de óleos e graxas (O&G). Nestes experimentos iniciais (0,1 %, m/V de sólido fermentado, pH 7,0, 30 ºC e 150 rpm) houve remoção de 82 % de O&G depois de 24 h, com uma grande variação nos resultados, que pode ser atribuída à presença de diferentes microrganismos nas amostras não autoclavadas e ao método de adição da gordura, que mostrou falta de reprodutibilidade. O tratamento enzimático (com amostras autoclavadas, 348 mg/L O&G) foi estudado utilizando-se delineamento fatorial incompleto, com três variáveis (temperatura, pH e atividade enzimática adicionada no efluente) e três níveis (T = 25, 30 e 35 ºC; pH = 5,0, 7,0 e 9,0; e atividade enzimática = 23,6, 47,2 e 70,8 U/L ). Os experimentos foram interrompidos depois de 48 h avaliando-se a remoção de O&G, a DQO e a atividade enzimática residual no efluente (U/L). Os coeficientes de correlação (R2) para as respostas remoção de O&G e atividade enzimática residual no efluente foram 0,980 e 0,912, respectivamente, mostrando um bom ajuste do modelo aos dados experimentais. Porém, no caso da DQO, o coeficiente de correlação foi relativamente baixo (R2=0,79). A máxima remoção de O&G prevista pelo modelo foi de 60% após 48 h, nas condições de 29 a 32 ºC, pH 8,0 a 9,2 e atividade enzimática adicionada no efluente de 47,2 U/L. Diferentes amostras de efluente foram tratadas dentro das condições otimizadas e mostraram 60% de remoção de O&G, mas somente depois de 72 h de incubação. Amostras de efluente tratado enzimaticamente foram submetidas a testes de biodegradabilidade aeróbia (ZahnWellens), cujos resultados mostraram que a remoção total da DQO para o efluente pré-tratado ocorreu 48 h antes do que no efluente não tratado. Os resultados deste trabalho, além de mostrar as dificuldades da utilização de amostras de efluentes reais, justificam a continuação de estudos de tratamento de efluentes com elevado teor lipídico com lipase de B. cepacia LTEB11 produzida por fermentação no estado sólido.Abstract: Lipases of Burkholderia cepacia LTEB11, produced by solid-state fermentation (SSF) were used in the treatment of dairy industry effluents, with the aim of reducing the fat content of the effluent. The enzyme was produced in Erlenmeyer flasks containing 10 g of sunflower meal, incubated at 29 °C. The maximum lipolytic activity was 205±5 U per gram of dry solids, obtained at 72 h. The fermented solid was lyophilized and then stored at 4 °C. Studies were undertaken in which dried solid was added directly to non-autoclaved samples with different oil and grease (O&G) contents (167 to 690 mg/L), obtained by adding a commercial milk cream to the effluent. The effectiveness of fat hydrolysis was evaluated on the basis of, firstly, the level of free acids in the effluent and, secondly, the reduction in the overall level of O&G. In these initial experiments (done with 0.1%, m/V of fermented solid, pH 7.0, 30 °C and 150 rpm) there was up to 82% removal of O&G after 24 h, but there was a large variation in the results, which is probably attributable to the presence of microorganisms in the effluent samples and to the method of grease addition, which proved to be nonreproducible. The enzymatic treatment process was further studied using autoclaved effluent samples with 348 mg/L O&G. An incomplete factoriallydesigned experiment was undertaken, with three variables, each at three levels (temperature = 25, 30 and 35 ºC; pH = 5.0, 7.0 and 9.0; and enzymatic activity added to the effluent = 23.6, 47.2 and 70.8 U/L). The experiments were interrupted after 48 h and evaluated on the basis of the removal of O&G, the COD and the residual enzymatic activity in the effluent (U/L). The correlation coefficients (R2) for the removal of O&G and for the residual enzymatic activity were 0.98 and 0.91, respectively, showing that the model adjusted well to the experimental data. However, in the case of COD, the correlation coefficient was relatively poor (R2 = 0.79). The maximum removal of O&G predicted by the model was only 60% after 48 h, obtained for the temperature range of 29 to 32 °C and the pH range of 8.0 to 9.2, with enzyme added to the effluent at a level of 47.2 U/L. Effluent samples that were treated under these conditions showed 60 % removal of O&G, but only after 72 h. An aerobic biodegradability test (Zahn-Wellers) showed that COD was totally removed in this enzimatically-pretreated effluent 48 h earlier than it was in a nontreated effluent. The results presented here, besides showing the difficulties of using real effluent samples, justify the continuation of studies into the treatment of effluents with high fat contents using lipases of B. cepacia LTEB11 produced by solid-state fermentation.111f. : il. algumas color., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalÁguas residuaisResíduos industriaisIndustria de laticiniosLipaseEnzimas - Aplicações industriaisQuímicaTratamento de efluentes de indústria de laticínios utilizando lipases de Burkholderia cepacia LTEB11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALEDNEIA DURLI - Dissertação.pdfapplication/pdf1318152https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/16870/1/EDNEIA%20DURLI%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf253da767f017bcf0617f7c496dd5e7b9MD51open accessTEXTEDNEIA DURLI - Dissertação.pdf.txtExtracted Texttext/plain152163https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/16870/2/EDNEIA%20DURLI%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.txt6102461cdb5b04447dc948e80147e0a9MD52open accessTHUMBNAILEDNEIA DURLI - Dissertação.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1414https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/16870/3/EDNEIA%20DURLI%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpg0bf579eeae7217267efcd0e9ca2766a1MD53open access1884/168702024-10-11 16:17:25.308open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/16870Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-10-11T19:17:25Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false |
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