Produção de Biodiesel a partir de óleos vegetais usando células íntegras imobilizadas de fungos... por Grazielle Santos Silva Andrade - Versão HTML

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

GRAZIELLE SANTOS SILVA ANDRADE

Produção de Biodiesel a partir de Óleos Vegetais usando

Células Íntegras Imobilizadas de Fungos Filamentosos com

Elevada Atividade Lipolítica

(Glicerol Éster Hidrolase – E.C. 3.1.1.3)

Lorena – SP

2012

GRAZIELLE SANTOS SILVA ANDRADE

Produção de Biodiesel a partir de Óleos Vegetais usando Células Íntegras Imobilizadas de

Fungos Filamentosos com Elevada Atividade Lipolítica (Glicerol Éster Hidrolase –

E.C.3.1.1.3)

Tese de Doutorado apresentada à Escola de Engenharia de

Lorena da Universidade de São Paulo no Programa de Pós-

Graduação em Biotecnologia Industrial

Área de Concentração: Microbiologia Aplicada

Orientador: Profa. Dra. Heizir Ferreira de Castro

Lorena – SP

Março, 2012

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE

TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS

DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

Ficha Catalográfica

Elaborada pela Biblioteca Especializada em Engenharia de Materiais

USP/EEL

Andrade, Grazielle Santos Silva

Produção de biodiesel a partir de óleos vegetais usando

células íntegras imobilizadas de fungos filamentosos com

elevada atividade lipolítica (glicerol éster hidrolase – E.C.

3.1.1.3)/ Grazielle Santos Silva Andrade. Orientador Heizir

Ferreira de Castro.-- Lorena, 2012.

158f.: il.

Tese (Doutor em Ciências – Programa de Pós Graduação

em Biotecnologia Industrial. Área de Concentração:

Microbiologia Aplicada) – Escola de Engenharia de Lorena -

Universidade de São Paulo.

1. Células íntegras 2. Imobilização 3. Óleos Vegetais

4. Biodiesel I. Título.

CDU 662.756

Dedicatória

Aos meus pais: Celso e Elizabeth,

Por terem me proporcionado a realização deste sonho,

Por estarem presentes em todas as etapas da minha vida,

Pelos ensinamentos, pelo incentivo, pela paciência,

Pelo amor incondicional...

Pelo privilégio de ser sua filha...

Ao meu marido: Karol,

Por todos os momentos que dividimos juntos,

Pela compreensão, carinho, respeito, paciência,

Por ser meu companheiro por toda vida...

Confie no Senhor de todo o coração

e não se apóie na sua própria inteligência.

Lembre de Deus em tudo o que fizer,

e ele lhe mostrará o caminho certo.”

Provérbios 3:5-6 (NTLH)

AGRADECIMENTOS

A Deus por iluminar e guiar minha vida, por renovar minha fé todos os dias, por me dar força

e sabedoria nos momentos difíceis e por sua presença constante ao meu lado. Obrigada Pai

pelas pessoas maravilhosas que colocastes em meu caminho, pelas bençãos e promessas

cumpridas em minha vida.

Aos meus pais Celso e Elizabeth por contribuírem diretamente na minha formação

profissional e pessoal, por me proporcionarem um ambiente familiar de muito amor e

respeito, por terem incentivado e financiado meus estudos e por terem me ensinado seus

valores e princípios de honestidade e caráter.

Ao meu marido Karol pelo amor, amizade, companheirismo, paciência, confiança e respeito.

Obrigada por estar sempre ao meu lado e me fazer feliz.

A profa. Dra. Heizir Ferreira de Castro pela orientação e pela oportunidade de desenvolver

este trabalho. Obrigada pela amizade, confiança, paciência, conselhos, incentivo, apoio e

acima de tudo por sempre ter me ajudado em todos os momentos.

Ao prof. Júlio e prof. Pedro pela ótima convivência no laboratório de Biocatálise, pela

amizade e contribuição neste trabalho.

A prof. Laura e aos funcionários dos laboratórios de Microbiologia e Fitopatologia da

Embrapa/CE pelo auxílio fundamental na área de microbiologia no início deste trabalho.

A prof. Bernadete e a técnica Lucinha do laboratório de Microbiologia Industrial por todos os

ensinamentos e por estarem sempre dispostas a me ajudar.

Aos meus familiares, pelo apoio, estímulo e carinho e por toda valorização que deram à minha

formação e educação.

Aos meus sogros Sueli e Rui e minha cunhada Kelen, pela ajuda, carinho e incentivo ao meu

trabalho.

Aos meus amigos e irmãos Luana, Douglas, Dani, Alexandre, Ciça, Rodrigo, Fernanda,

Rafael, Giga e Nilton por tantos anos de amizade e companheirismo, por todos os momentos

que compartilhamos juntos e por estarem sempre ao meu lado.

Aos meus queridos amigos presentes e aos que já fizeram parte do laboratório de Biocatálise

Ana Karine, Larissa, Patrícia, Lívia, Gisele, Natália, Weriton, Márcio, William, Daniel,

Mateus, Layne, Bruno e em especial minha amiga e irmã Ariela pelos anos de amizade, por

sempre me ajudar, por seus conselhos e suas orações. Obrigado a todos pela rica convivência,

pela amizade e por contribuirem na realização deste trabalho.

A todos os professores e funcionários da Escola de Engenharia de Lorena, que contribuíram

direta ou indiretamente para a concretização deste trabalho.

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio financeiro

concedido.

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RESUMO

ANDRADE, G. S. S. Produção de Biodiesel a partir de Óleos Vegetais usando Células

Íntegras Imobilizadas de Fungos Filamentosos com Elevada Atividade Lipolítica

(Glicerol Éster Hidrolase – E.C.3.1.1.3). 2012, 158f. Tese (Doutorado em Ciências) Escola

de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena/ SP, 2012.

O objetivo deste trabalho foi contribuir no desenvolvimento de técnicas para obtenção de

biocatalisadores imobilizados de baixo custo e alto poder catalítico para ser empregado na

síntese de biodiesel a partir de óleos vegetais pela rota etílica. Baseia-se na utilização de

células íntegras de fungos filamentosos com elevada atividade lipolítica (glicerol éster

hidrolase – E.C. 3.1.1.3) imobilizadas em suporte adequado. O trabalho experimental foi

desenvolvido em diferentes etapas e iniciado pela triagem de linhagens de fungos adquiridas

de banco de cultura nacional, com habilidade de produzir lipase intracelular em cultivo

submerso. Mediante a avaliação da atividade lipolítica do micélio, foram selecionadas as

linhagens dos fungos: Rhizopus oryzae (3231 e 4692) , Mucor circinelloides (4140 e 4182) e

Penicillium citrinum (4216) e efetuados testes de imobilização por adsorção física ( in situ e

extra-situ) da biomassa produzida, utilizando os seguintes suportes: espuma de poliuretano,

Celite e polihidroxibutirato. Nas condições testadas, o melhor desempenho foi alcançado pela

matriz de poliuretano que permitiu a retenção de elevada concentração de biomassa celular

para todas as linhagens selecionadas, exceto para fungo de P.citrinum (4216). Testes

adicionais de imobilização da biomassa celular na espuma de poliuretano foram efetuados,

complementando desta forma, as propriedades físicas e morfológicas desse suporte e do

sistema imobilizado. Os resultados indicaram que espumas de poliuretano cortadas em cubos

de 6 mm foram mais adequadas para promover completa adsorção da biomassa celular

produzida pelos fungos selecionados, em especial do fungo M. circinelloides 4182, que

apresentou elevado poder catalítico na reação de transesterificação. Em virtude desse fato, as

condições de cultivo dessa linhagem foram estudadas, mediante variação das fontes de

carbono e nitrogênio, aeração e inóculo. O biocatalisador obtido nas melhores condições

(atividade lipolítica= 65 U/g) foi utilizado na etanólise do óleo de babaçu e o processo foi

otimizado por meio de um delineamento fatorial, avaliando-se a influência da temperatura (33

– 47 C) e da razão molar entre óleo de babaçu e etanol (1:4,8 – 1:13,2) no rendimento de

transesterificação. As condições otimizadas preditas pelo planejamento fatorial foram:

temperatura de 35°C e razão molar etanol/óleo de 6:1, obtendo-se rendimento de 90,5%

empregando 20% m/m de biocatalisador e terc-butanol como solvente. A estabilidade

operacional do biocatalisador foi avaliada em reator operando em regime de bateladas

consecutivas e em regime contínuo. Resultados satisfatórios foram obtidos em ambos os

sistemas, entretanto o sistema contínuo evitou a dessorção do micélio do suporte, revelando

tempo de meia-vida do biocatalisador superior a 20 dias. Finalmente, a influência de óleos

vegetais contendo diferentes composições em ácidos graxos (andiroba, macaúba, pinhão

manso e palma) foi avaliada na reação de etanólise, sendo constatado a preferência do

biocatalisador na transesterificação de ácidos graxos de cadeia média, presentes nos óleos de

babaçu e macaúba. De forma geral, os resultados obtidos foram promissores e demonstraram

a potencialidade de células íntegras de fungos filamentosos imobilizadas na síntese de

biodiesel, com destaque para o desempenho obtido pelo fungo Mucor circinelloides 4182.

Palavras chaves: células íntegras, imobilização, óleos vegetais, biodiesel.

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ABSTRACT

ANDRADE, G. S. S. Biodiesel production from vegetable oils using immobilized whole

cells with high lipase activity (Glycerol Ester Hydrolase – E.C. 3.1.1.3) 2012, 158f. Thesis

(Doctor of Science) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, 2012.

The objective of this work was contributed in developing techniques to obtain immobilized

biocatalysts with low cost and high catalytic activity to be applied in the biodiesel synthesis

by ethanol route. It is based on the utilization of filamentous fungi whole cells with high

lipase activity (glycerol ester hydrolase – E.C.3.1.1.3) immobilized in suitable support. The

experimental work was developed in different ways and started by screening fungi strains

acquired from National Culture Collection which has the ability to produce intracellular lipase

in submerse cultivation. Through lipase activity the fungi strains: Rhizopus oryzae (3231 and

4692) , Mucor circinelloides (4140 e 4182) and Penicillium citrinum (4216) were selected.

Tests to evaluate the biomass immobilization by physical adsorption ( in situ and extra-situ)

using the supports: polyurethane foam, Celite and polyhidroxybutyrate were carried out. The

best performance was attained by polyurethane matrix that allowed attain high biomass

concentration for all strain fungi, except for P. citrinum (4216). Additional tests were

performed to complement the physical and morphological properties of support and

immobilized system. Results indicated that polyurethane foam cut in cubes 6-mm were

suitable to provide full adsorption of biomass from all selected fungi strains, specially strain

of M. circinelloides 4182 displayed high catalytic activity in the transesterification reaction.

Consequently, cultivation conditions of this strain were studied, evaluating the carbon and

nitrogen sources, aeration and inoculum level. The biocatalyst obtained under the best

conditions (lipase activity = 65 U/g) was used in the ethanolysis of babassu oil and the

process was optimized by experimental design. The influence of temperature (33 – 47 C) and

ethanol to oil molar ratio (4.8:1 – 13.2:1) were investigated in the transesterification yield.

Under the optimized conditions (35°C and oil to ethanol molar ratio 6:1) transesterification

yield of 90.5% was obtained employing 20% wt. of biocatalyst and tert-butanol as solvent.

The biocatalyst operational stability was assessed under consecutive batch runs and

continuous system. Satisfactory results were attained in both systems, however, the

continuous system avoided cells desorption from support, revealing biocatalyst half life

higher than 20 days. Finally, the influence of vegetable oils with different fatty acid

compositions (babassu, andiroba, macauba, Jatropha, palm) was studied in the ethanolysis

reaction, being evidenced the specificity of the biocatalyst to transesterify medium chain fatty

acids as presented in babassu and macauba oils. The results obtained were promise and

demonstrated the potential of filamentous fungi whole cells immobilized as biocatalysts in the

biodiesel synthesis, with prominence to the performance of Mucor circinelloides 4182 strain.

Key words: whole cells, immobilization, vegetable oils, biodiesel.

LISTA DE TABELAS

TABELA 3.1. Aplicações industriais de lipases. .......................................................................................... 37

TABELA 3.2. Principais fungos produtores de lipase. ................................................................................ 40

TABELA 3.2. Principais fungos produtores de lipase (continuação). ....................................................... 41

TABELA 3.3. Parâmetros de crescimento celular que podem ser modificados pela imobilização dos

micro-organismos. .............................................................................................................................................. 51

TABELA 3.4. Propriedades desejáveis para seleção de matriz ou suporte para imobilização de células

microbianas. ........................................................................................................................................................ 52

TABELA 3.5. Reações de hidrólise e esterificação utilizando células íntegras imobilizadas em

diferentes suportes. ............................................................................................................................................. 56

TABELA 3.6. Processos de obtenção de biodiesel por transesterificação enzimática empregando

células íntegras imobilizadas. ........................................................................................................................... 58

TABELA 4.1. Linhagens de fungos filamentosos adquiridos do departamento de micologia da UFPE.

............................................................................................................................................................................... 62

TABELA 4.2. Fornecedores das matérias-primas lipídicas. ....................................................................... 63

TABELA 4.3. Condições operacionais para determinação dos ésteres de etila por CG. ........................ 72

TABELA 5.1. Concentração de biomassa e valores máximos de atividade lipolítica do filtrado

(extracelular) e da biomassa (intracelular) para os fungos testados. ........................................................... 76

TABELA 5.2. Caracterização das propriedades físicas da espuma de poliuretano comercial. .............. 82

TABELA 5.3. Comparação entre os valores de biomassa seca e de atividade da biomassa imobilizada

em diferentes tamanhos de cubos de poliuretano........................................................................................... 85

TABELA 5.4. Valores de rendimento de transesterificação (rend.), viscosidade (visc.) e densidade

(dens.) dos produtos obtidos pela etanólise do óleo de babaçu empregando biomassas imobilizadas dos

fungos R. oryzae e M. circinelloides. ............................................................................................................... 89

TABELA 5.5. Composição em ácidos graxos dos óleos vegetais utilizados como fonte de carbono no

cultivo e imobilização das células de M. circinelloides 4182. ..................................................................... 92

TABELA 5.6. Biomassa imobilizada e atividade hidrolítica obtida no cultivo e imobilização das

células de M. circinelloides empregando diferentes níveis de inóculo e variando os volumes dos

frascos. ................................................................................................................................................................. 97

TABELA 5.7. Condições ótimas de cultivo e imobilização das células de M. circinelloides 4182. ..... 98

TABELA 5.8. Efeito do carregamento de células imobilizadas na etanólise do óleo de babaçu. .......... 99

TABELA 5.9. Influência de diferentes solventes na síntese enzimática do biodiesel a partir do óleo de

babaçu e etanol catalisado por células imobilizadas de M. circinelloides 4182. ..................................... 102

TABELA 5.10. Matriz experimental e resultados obtidos de acordo com o planejamento central 22

estrela rotacional utilizado para avaliar a influência das variáveis: razão molar e temperatura (as

variáveis estão codificadas e os valores reais estão entre parênteses) no rendimento da etanólise do

óleo de babaçu. ................................................................................................................................................. 104

TABELA 5.11. Estimativa dos efeitos das variáveis, erros padrão e teste t de student’s t para o

rendimento da etanólise do óleo de babaçu utilizando planejamento central 22 estrela rotacional. ..... 107

TABELA 5.12. Análise de variância (ANOVA) para a regressão do moldeo que representa o

rendimento da etanólise do óleo de babaçu utilizando o planejamento central 22 estrela rotacional. .. 109

TABELA 5.13. Caracterização do biodiesel purificado de óleo de babaçu. ........................................... 111

TABELA 5.14. Temperaturas de degradação térmica do óleo de babaçu, diesel mineral e biodiesel

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .............................................................. 114

TABELA 5.14. Valores de biomassa imobilizada e atividade hidrolítica obtidos no cultivo e

imobilização das células de M. circinelloides 4182 empregando tratamento com GA e PEI 0,1% nas

espumas e nas células íntegras imobilizadas. ............................................................................................... 117

TABELA 5.16. Valores de rendimento de transesterificação e viscosidade do produto purificado

obtido na síntese enzimática do biodiesel a partir do óleo de babaçu e etanol mediado pela biomassa

imobilizada de M. circinelloides 4182 tratada com agentes cross-linking (suporte tratado e biomassa

tratada). .............................................................................................................................................................. 119

TABELA 5.17. Valores de biomassa imobilizada e atividade hidrolítica obtidos no cultivo e

imobilização das células de M. circinelloides 4182 empregando tratamento com GA e Aliquat 0,1%

nas células íntegras imobilizadas. .................................................................................................................. 124

TABELA 5.18. Variação da concentração de ésteres etílicos, rendimento, produtividade e viscosidade

dos sistemas reacionais contínuo empregando células imobilizadas tratadas com GA e Aliquat. ....... 128

TABELA 5.19. Parâmetros da estabilidade operacional das células imobilizadas de M. circinelloides

4182 com e sem tratamento na etanólise do óleo de babaçu operando em sistema contínuo. ............... 128

TABELA 5.20. Resultados referentes à biomassa recuperada e atividades de transesterificação e

hidrólise das células imobilizadas de M. circinelloides 4182 com e sem tratamento após etanólise do

óleo de babaçu em sistema contínuo. ............................................................................................................ 130

TABELA 5.21. Composição em ácidos graxos das matérias–primas lipídicas utilizadas na síntese de

biodiesel catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. ............................................. 132

TABELA 5.22. Propriedades das matérias-primas lipídicas utilizadas na síntese de biodiesel

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .............................................................. 134

TABELA 5.23. Valores de rendimento, viscosidade e densidade dos produtos obtidos da etanólise dos

diferentes óleos vegetais catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .................. 137

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 3.1. Estrutura de uma molécula de triglicerídeo .......................................................................... 31

FIGURA 3.2. Reação de transesterificação de triglicerídeo e álcool. ........................................................ 32

FIGURA 3.3. Mecanismo da reação de transesterificação do triglicerído com álcool, mediante

catalisador, envolvendo as três reações consecutivas e reversíveis de formação dos ésteres alquílicos.

R1, R2, R3 e R, representam os grupos alquila. ............................................................................................... 34

FIGURA 3.4. Diagrama da produção de biodiesel utilizando lipases como biocatalisador. .................. 35

FIGURA 3.5. Parâmetros cruciais que afetam o rendimento da síntese enzimática do biodiesel (REIS

et al., 2009). ......................................................................................................................................................... 36

FIGURA 3.6. Comparação das etapas envolvidas no processo de obtenção de biodiesel por via

enzimática empregando lipase purificada ou células íntegras imobilizadas: (a) lipase extracelular e (b)

lipase intracelular (DU et al., 2008). ................................................................................................................ 48

FIGURA 3.7. Diagrama esquemático da maturação e localização das lipases ROL nas células de R.

oryzae (HAMA et al., 2006 modificado). ....................................................................................................... 49

FIGURA 3.8. Fotografia dos cubos de poliuretano e sua estrutura interna (De ORY et al, 2006). ....... 55

FIGURA 4.1. Suportes utilizados no processo de imobilização dos fungos. ............................................ 63

FIGURA 4.2 Esquema simplificado do reator de leito fixo a ser empregado neste projeto. 1- banho

termostático, 2- agitador magnético, 3- tanque de alimentação, 4- condensador de refluxo, 5- bomba

peristáltica, 6- reator tipo leito fixo, 7- saída de produto. ............................................................................. 68

FIGURA 4.3. Região entre 4,35 a 4,05 ppm dos espectros simulados de RMN ¹H dos TAG, DAG,

MAG e ésteres etílicos. ...................................................................................................................................... 74

FIGURA 4.4. Desdobramento dos picos de ressonância segundo a regra do n+1 ................................... 74

FIGURA 4.5. Área dos desdobramentos do quarteto gerado pelos átomos de hidrogênio metilênicos

do grupo etoxílico dos ésteres etílicos ............................................................................................................. 75

FIGURA 5.1. Fotografias da biomassa fúngica produzida pelos fungos testados em 72 h de cultivo a

30 c. ...................................................................................................................................................................... 77

FIGURA 5.2. Valores de atividade lipolítica quantificada no filtrado (a) e na biomassa celular

imobilizada (b) em diferentes suportes. ........................................................................................................... 79

FIGURA 5.3. Células de M. circinelloides 4182: microscopia das hifas e esporângios em ágar (a),

microscopia das células imobilizadas em espumas de poliuretano (b), micrografia da superfície das

células suspensas livres (c) micrografia da seção transversal das células imobilizadas em espumas de

poliuretano (d). .................................................................................................................................................... 81

FIGURA 5.4. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) da espuma de poliuretano. ......................... 83

FIGURA 5.5. Biomassas imobilizadas em espumas de poliuretano de 10 mm. ...................................... 84

FIGURA 5.6. Perfil de formação dos monoésteres de etila (--C8; - -C10, --C12, -- C14, --

C16, --C18, --C18:1, --C18:2) em função do tempo na etanólise do óleo de babaçu catalisada

por (a) R. oryzae 3231, (b) R. oryzae 4962 e (c) M. circinelloides 4182 imobilizadas em espumas de

poliuretano de 6 mm. O valor total em ésteres de etila está indicado por uma linha cheia. .................... 87

FIGURA 5.7. Perfil de formação dos monoésteres de etila (--C8; - -C10, --C12, -- C14, --

C16, --C18, --C18:1, --C18:2) em função do tempo na etanólise do óleo de babaçu catalisada

por (a) R. oryzae 3231, (b) R. oryzae 4962 e (c) M. circinelloides 4182 imobilizadas em espumas de

poliuretano de 10 mm. o valor total em ésteres de etila está indicado por uma linha cheia. ................... 88

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FIGURA 5.8. Biomassa imobilizada () e atividade hidrolítica (coluna) obtida no cultivo e

imobilização das células de M. circinelloides empregando diferentes fontes de carbono como substrato

do meio de cultura contendo peptona (70g/l) a 30°c em agitação orbital (170 rpm). ............................... 92

FIGURA 5.9. Biomassa imobilizada () e atividade hidrolítica (coluna) obtida no cultivo e

imobilização das células de M. circinelloides empregando diferentes concentrações de óleo de oliva

como substrato do meio de cultura contendo peptona (70g/l) a 30°c em agitação orbital (170 rpm). ... 94

FIGURA 5.10. Biomassa imobilizada () e atividade hidrolítica (coluna) obtida no cultivo e

imobilização das células de M. circinelloides empregando meio de cultura contendo óleo de oliva

(30g/l) suplementado com diferentes fontes de nitrogênio a 30°c em agitação orbital (170 rpm). ........ 96

FIGURA 5.11. Dispersão do biocatalisador com carregamento de (a) 5%, (b) 10% e (c) 20% de

células imobilizadas em relação ao meio reacional. .................................................................................... 100

FIGURA 5.12. Efeito de solventes e misturas de solventes na atividade de células imobilizadas de M.

circinelloides 4182 para mediar a etanólise do óleo de babaçu (-▼-) isento de solvente, (--) terc-

butanol, (-▲-) iso-octano e (--) mistura 50% terc-butanol e iso-octano. .............................................. 101

FIGURA 5.13. Perfil de formação dos monoésteres de etila (--C8; - -C10, --C12, -- C14, --

C16, --C18, --C18:1, --C18:2) em função do tempo na etanólise do óleo de babaçu catalisada

pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182 sob diferentes condições operacionais (ensaios 1

ao 6). ................................................................................................................................................................... 105

CONCLUSÃO FIGURA 5.13. Perfil de formação dos monoésteres de etila (--C8; - -C10, --C12,

-- C14, --C16, --C18, --C18:1, --C18:2) em função do tempo na etanólise do óleo de

babaçu catalisada pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182 sob diferentes condições

operacionais (ensaios 7 ao 12). ....................................................................................................................... 106

FIGURA 5.14. Superfície de resposta descrita pelo modelo da equação 5.1 que representa o

rendimento da etanólise do óleo de babaçu catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides

4182 em função da razão molar (X1) e temperatura (X2) conforme modelo proposto na equação 1. .. 109

FIGURA 5.15. Perfil de formação dos monoésteres de etila (--C8; - -C10, --C12, -- C14, --

C16, --C18, --C18:1, --C18:2) em função do tempo na etanólise do óleo de babaçu catalisada

pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182 nas condições preditas pelo modelo matemático

(razão molar óleo/etanol 1:6 a 35°c). O valor total em ésteres de etila está indicado por uma linha

cheia. .................................................................................................................................................................. 110

FIGURA 5.16. Ressonância magnética nuclear de prótons do biodiesel de óleo de babaçu e etanol

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .............................................................. 112

FIGURA 5.17. Análise termogravimétrica (TG) do óleo de babaçu, do biodiesel purificado e do diesel

mineral (a) e derivada da curva termogravimética (DTG) do biodiesel (b) de óleo de babaçu e etanol

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .............................................................. 113

FIGURA 5.18. Espectroscopia no infravermelho do biodiesel purificado de óleo de babaçu e etanol

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182. .............................................................. 115

FIGURA 5.18. Efeito do tratamento do suporte (espumas) e células imobilizadas de M. circinelloides

4182 com GA e PEI nas reações de etanólise do óleo de babaçu. (a) tratamento do suporte, (b)

tratamento da biomassa imobilizada. ............................................................................................................. 118

FIGURA 5.19. Rendimentos em ésteres etílicos obtidos pelas células íntegras imobilizadas de M.

circinelloides 4182 na síntese enzimática do biodiesel a partir do óleo de babaçu e etanol em bateladas

consecutivas. ..................................................................................................................................................... 120

FIGURA 5.20. Estabilidade operacional das células imobilizadas de M. circinelloides 4182 na

etanólise do óleo de babaçu. Símbolos: -- atividade hidrolítica e -- atividade de transesterificação.

............................................................................................................................................................................. 121

FIGURA 5.21. Esquema da reação de etanólise do óleo de babaçu realizada em reator de leito fixo

operando em sistema contínuo. ...................................................................................................................... 125

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FIGURA 5.22. Concentração total dos ésteres etílicos formados na etanólise do óleo de babaçu

catalisado pelas células imobilizadas de M. circinelloides 4182 (a) sem tratamento – reação controle,

(b) tratadas com GA 0,1% e (c) tratadas com Aliquat 0,1%, todos operando em sistema contínuo por