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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2012

Desenvolvimento e Validação de um Método para a Determinação de Glicerol em Biodiesel.

Autora: Verônica Parente Gomes de Araújo.
Orientadores: Andréa Medeiros Salgado, Fernando Luiz Pellegrini Pessoa.

Resumo

O glicerol é o principal subproduto gerado na produção de biodiesel. A sua determinação serve como parâmetro para avaliar a eficácia do processo de purificação e indicar a qualidade deste combustível. A técnica analítica recomendada pela ANP para determinação de glicerol em biodiesel é a cromatografia gasosa, porém esta técnica é demorada, envolve consumo elevado de reagente e apresenta limitada portabilidade. Biossensores representam uma ferramenta promissora para suplementar essa técnica, pois tem como características sensibilidade, seletividade e facilidade de automação, sendo equipamentos simples e portáteis.

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e validar uma metodologia para detecção e monitoração do glicerol, gerado como subproduto na produção de biodiesel, usando as enzimas glicerol quinase (GK) e glicerol-3-fosfato oxidase (G3PO), como elementos biológicos, e um eletrodo de oxigênio como transdutor.

A detecção de glicerol por biossensores amperométricos pode estar baseada em um sistema com duas enzimas, onde a enzima GK fosforila o glicerol em glicerol-3-fosfato e a enzima G3PO fosforila o glicerol-3-fosfato em diidroxiacetona. A metodologia fundamenta-se na medição da concentração de oxigênio consumido na última reação.

Primeiro foram realizados estudos com o objetivo de otimizar e diminuir os custos do processo. Para isso, a extração das enzimas foi realizada a partir do rompimento celular da levedura de panificação Saccharomyces cerevisiae, em sua forma comercial ou cultivada em meio YP-glicerol. Foram testadas duas metodologias para a precipitação, uma utilizando polietilenoglicol e outra, sulfato de amônio.

A metodologia que resultou em enzimas com maior atividade foi a extração a partir da levedura cultivada e em seguida precipitada com polietilenoglicol. A metodologia escolhida para trabalhar com o eletrodo foi utilizando 1000µL de enzimas e com borbulhamento de ar por 5 minutos antes da leitura. Uma curva padrão foi elaborada usando diferentes concentrações de glicerol a ser aplicada na determinação de glicerol nas análises com biodiesel utilizando enzimas comerciais, sendo a curva reproduzida utilizando-se as enzimas extraídas da levedura e o extrato celular mais a G3PO comercial.

Os melhores resultados das enzimas comerciais foram obtidos na faixa de concentração de glicerol de 0,002% a 0,005% v/v, no entanto, as enzimas extraídas apresentaram resultados com valores de ΔO2 menores e com maiores desvios padrões quando comparados com as enzimas comerciais, o que nos leva a concluir que com a enzima extraída não é possível reproduzir os resultados com segurança. Duas metodologias foram utilizadas para a realização dos testes com amostras reais de biodiesel.

A melhor metodologia encontrada para trabalhar com biodiesel neste estudo foi sem o borbulhamento de ar e com as enzimas comerciais puras, apesar de esta metodologia ter apresentado uma variação da concentração de oxigênio dissolvido menor do que a encontrada com as amostras padrões.