Fórum Acadêmico: apresentação de inovações e trabalhos ... · Fórum Acadêmico: apresentação de inovações e trabalhos executados pela academia Profa. Dra. Mariliz Gutterres

Fórum Acadêmico: apresentação de inovações e trabalhos executados pela

academia

Profa. Dra. Mariliz Gutterres

MSc. Caroline Borges Agustini

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Departamento de Engenharia Química

Laboratório de Estudos em Couro e Meio Ambiente

Reunião Mensal da ABQTIC

04 de julho de 2016


LACOURO

COORDENADOR

Profa. Dra. Mariliz Gutterres

EQUIPE: 15-25 Pesquisadores

Graduandos em Iniciação Científica

Mestrandos

Doutorandos

Pesquisadores Pos-doc

Bolsistas DTI

Professores convidados

UFRGS – DEQUI – Tecnologia do Couro - Profa. M. Gutterres


LACOURO

ENSINO - DISCIPLINAS:

GRADUAÇÃO: Tecnologia do Couro, Engenharia Ambiental

PÓS-GRADUAÇÃO: Estudos Avançados

LINHA DE PESQUISA NO MESTRADO e DOUTORADO EM ENGENHARIA

QUÍMICA:

Materiais da Indústria Química – Couro

Temas:

Couro, Biotecnologia, Tratamento de efluentes, Desenvolvimento de

Produtos Químicos, Colágeno e outros.

EXTENSÃO: Desenvolvimento Tecnológico, Prestação de Serviços, Cursos e

Treinamentos, Análises de couro, insumos químicos e efluentes

PARCERIAS COM EMPRESAS


Projeto TRATELI, Edital MCTI/FINEP CT-HIDRO 01/2013: “Produtos e Processos: Intensificação no Tratamento e Reuso Seguro de Água Industria” Projeto Edital MCT/CNPq/Universal N º 14/2013: “Fungos e metabólitos secundários aplicados no processamento do Couro” Projeto EDITAL FAPERGS/CAPES 17/2012: “Programa de Apoio a Multiusuários em Análises de Resíduos Industriais e Emissões Gasosas” Programa PEC-PG CNPq 2013: “Programa de Estudante Convênio da Pós-Graduação” Projeto EDITAL CAPES/EMBRAPA n° 015/2014: “Desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação da qualidade de couros e fertilizantes”

PROJETOS ATUAIS E RECENTES COM ÓRGÃOS DE FOMENTO


O LABORATÓRIO


• Sistemas de bancada para preparação de corpos-de-prova

• Aparelhagem para ensaios analíticos químicos e físicos de couro;

• Fulões em escala piloto

• Aparelhos para determinação de nitrogênio proteico NTK,

• Máquina para ensaios de tração,

• Incubadoras shaker, banhos termostatizados, estufas

• Capela de fluxo laminar,

Na aérea analítica o laboratório possui titulador automático,

espectrofotômetro UV-VIS, estereomicroscópio, cromatógrafo iônico,

cromatógrafo gasoso, analisador de partículas e potencial zeta,

analisador de carbono orgânico total (TOC) e nitrogênio para líquidos e

sólidos, purificador de água ultra-pura, incubadora para DBO, sistema

para análise de DQO, condutivímetro, colorímetro e outros

equipamentos.

INFRAESTRUTURA


• Máquina Universal de Ensaios mod. AME / BME - Técnica Industrial

Oswaldo Filizola Ltda.

• Titulador Automático -Titrino 702 SM – Metrohm

• Espectrofotômetro UV-VIS-PG Instruments – T80

• Estereomicroscópio OLYMPUS SZX16

• Cromatógrafo iônico – Metrohm - 883 Basic IC Plus

• Cromatógrafo gasoso – Shimadzu -GC-2104

• Analisador de partículas e potencial zeta – Malvern Zetasizer Nano

Series ZN

• Analisador de carbono orgânico total (TOC) - Shimadzu – TOC-L e SSM

– 5000A

INFRAESTRUTURA


PESQUISA


PROCESSAMENTO DO COURO


PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E VISITAS


ALGUMAS PESQUISAS RECENTES

11 UFRGS – DEQUI – Tecnologia do Couro - Profa. M. Gutterres

“Estudos de descoloração de corantes para couro em

solução aquosa por isolados fúngicos nativos”

Doutorando Santiago Ortiz Monsalve

Orientadores:

Mariliz Gutterres e Patricia Valente


Escola de Engenharia






RELEVÂNCIA

Novas estratégias de sistemas biológicos estão ganhando importância

no tratamento de efluentes com corantes sintéticos.

Vários estudos têm demonstrado que uma grande variedade de

diferentes tipos de microrganismos, incluindo bactérias, fungos e

algas, tem a capacidade de degradar uma ampla gama de corantes

industriais presentes nos efluentes.

Os fungos de podridão branca (white rot fungi) provaram seu potencial

para biodegradar vários contaminantes recalcitrantes, incluindo

diferentes tipos de corantes azoicos da indústria têxtil, através de suas

enzimas ligninolíticas altamente oxidativas e não específicas pelo

substrato, e mecanismos de biossorção e bioacumulação.


Coleta e isolamento de fungos nativos

40 fungos isolados e avaliados para a produção de enzimas ligninolíticas e descoloração dos

corantes para couro. Entre eles o isolado SC10, identificado molecularmente como Trametes

villosa SC10, mostrou os melhores rendimentos de descoloração.




TRIAGEM DE DESCOLORAÇÃO EM MEIO SÓLIDO

Ensaios de descoloração do isolado Trametes villosa SC10 em meio de cultura sólido MEA (Meio

comercial Extrato de Malte) complementado com os corantes.

Controle

Abiótico

Tratamento

Azul 161 Vermelho 357 Preto 210 Marrom 414




TRIAGEM DE DESCOLORAÇÃO EM MEIO LÍQUIDO

Azul 161

Vermelho 357 Preto 210

Marrom 414

Ensaios de descoloração em meio de cultura líquido MEB (Meio comercial Caldo Extrato

de Malte) complementado com os corante pelo isolado Trametes villosa SC10. Controle

abiótico (Erlenmeyer à esquerda de cada figura) com as triplicatas dos tratamentos

após 10 dias de incubação (direita).




TRIAGEM DE DESCOLORAÇÃO EM MEIO LÍQUIDO

96,07 ± 0,56

90,96 ± 0,49 83,90 ± 0,57

95,88 ± 0,61

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00%

Desc

olo

ração

Azul 161 Marrom 414 Preto 210 Vermelho 357

Os métodos analíticos de medição da atividade enzimática, da produção de biomassa, do consumo de glicose e

da remoção de corante, permitiram concluir que a descoloração esteve associada à alta atividade da enzima

lacase (2327,4 ± 144,0 U L-1). No entanto, também se observou que o mecanismo de biossorção esteve

associado à remoção. Estudos adicionais mostraram que não houve corante biossorvido na biomassa do fungo

após 10 dias. O isolado Trametes villosa SC10, se destacou na produção de enzimas ligninolíticas

Figura: Descoloração dos corantes Azul 161, Marrom 414, Preto 210 e Vermelho 357 pelo isolado T. villosa

SC10. Concentração inicial de corante 200 mg L-1, 30°C, 150 rpm e pH 5,5 durante 10 dias de cultivo.




Publicações: Congresso da IULTCS e periódicos

Sílicas híbridas e com impressão molecular

para adsorção de taninos em matrizes aquosas

Doutoranda Jaqueline Benvenuti

Orientadores:

Mariliz Gutterres e João H. Zimnoch






INTRODUÇÃO • A técnica empregada para a síntese do material

adsorvente é o chamado processo sol-gel.

• Os precursores químicos mais utilizados são os alcóxidos

de silício, formando uma rede de sílica.

• No processo sol-gel pode-se encapsular à rede de sílica

diversas moléculas (impressão molecular).

:

“Sílicas híbridas para adsorção de taninos ”


OBJETIVO:

Investigar as potencialidades e limitações do desenvolvimento de adsorventes funcionais, híbridos e dotados de impressão molecular,

sintetizados pelo método sol-gel, para adsorção de taninos em matrizes aquosas.

:




SÍLICAS HÍBRIDAS FUNCIONALIZADAS

APTES TEOS

[APTES = (3-aminopropil)trietoxisilano]

c

tetraetoxisilano

Geração de uma sílica com superfície positiva

(catiônica) para adsorção de taninos

(aniônicos)

Precursores da rede

de sílica utilizados:


Taninos vegetais utilizados na indústria curtidora

Pós-doutoranda Franciela Spier

Orientadora:

Mariliz Gutterres






“Taninos vegetais utilizados na indústria curtidora ”


Emprego de fontes alternativas

As espécies ricas em taninos e notáveis por sua importância

econômica e industrial são: acácia negra ou mimosa, quebracho, carvalho

castanheiro, tara, entre outras. O emprego de fontes alternativas de taninos a

partir de resíduos agroindustriais que possam ser utilizadas no curtimento de

peles, vem sendo estudadas pelo nosso grupo de estudo.



Biodegradação de taninos

Testes preliminares, demonstraram que Aspergillus niger foi capaz de

degradar tanino vegetal (casca de acácia) nos cultivos em estado sólido, sendo que

em 10 dias de cultivo ocorreu uma redução de 10,1% do conteúdo de tanino

chegando a 13% em 20 dias. Nos cultivos submersos ocorreu uma redução de 14%

de tanino em 4 dias de cultivo. Após este período tenha ocorrido a inibição do

crescimento e consequente morte celular.

Figura 1. Consumo de tanino de acácia nos cultivos em estado sólido.



Quantificação de fenóis totais e taninos

A fim de selecionar a metodologia mais apropriada para quantificação de

fenóis totais e de taninos nos experimentos de biodegradação e de curtimento

com fontes alternativas de taninos, diferentes metodologias vem sendo utilizadas.

Destacam-se:

Determinação de taninos totais através do método de precipitação da caseína;

Determinação de taninos condensados (proantocianidinas);

Determinação de fenóis totais pelo método Folin-Ciocalteau

Doutoranda Juliana Tolfo

Orientadores:

Mariliz Gutterres e Marcelo Farenzena

“Tratamento de Efluentes de Curtumes

utilizando Microalgas”






As microalgas oferecem uma solução eficaz para tratamentos de água residual, devido à sua capacidade de usar nutrientes como carbono, nitrogênio e fósforo para o

seu crescimento e também, a sua capacidade para remoção de metais pesados, bem como alguns compostos

orgânicos tóxicos e microrganismos patogênicos.

“Tratamento de Efluentes de Curtumes utilizando

Microalgas”


• Avaliar um sistema de tratamento de efluentes de curtumes, utilizando microalgas para a remoção de diferentes contaminantes visando produzir efluente com qualidade sanitária para lançamento em corpos hídricos;

• Avaliar a eficiência da remoção de fósforo, Nitrogênio, COT, DBO e DQO utilizando diferentes microalgas;


Microalgas”

OBJETIVOS



Microalgas”

EXPERIMENTOS REALIZADOS



Microalgas”

RESULTADOS • Remoção de 95% de Nitrogênio amoniacal;

• Remoção de 91% de Nitrogênio Total Kjeldahl;

• Remoção de 92% DQO;

• Remoção de 98% de fósforo.


Publicações: Congresso da IULTCS e periódicos

Biodegradação de resíduos sólidos de curtumes

Doutoranda Caroline Agustini

Orientadores:

Mariliz Gutterres e Marisa da Costa






A BIODEGRADAÇÃO

A digestão anaeróbia consiste no crescimento de microrganismos

através da degradação de compostos orgânicos e inorgânicos na

ausência de oxigênio molecular;

Biogás (CH4 + CO2) é produzido como produto final desse processo, além

de um resíduo orgânico remanescente rico em nitrogênio (potencial

fertilizante);

Esse tratamento biológico é adequado para a remoção de poluentes

orgânicos de resíduos, pois pode converter quase todas as formas de

biomassa em biogás altamente energético, de forma que age

simultaneamente no tratamento de resíduos e na produção de energia.

“Biodegradação de resíduos sólidos de curtumes”


O BIOGÁS

Há quatro utilizações principais do biogás:

• produção de calor e vapor

• produção e/ou cogeração de energia elétrica (principal utilização)

• uso como combustível de veículos

• produção de produtos químicos.

Os incentivos governamentais para apoiar a produção de energias

renováveis representam o principal fator para impulsionar a utilização de

biogás. E, considerando a segurança energética e o meio ambiente, há

uma grande necessidade de se desenvolver uma fonte de energia limpa e

renovável.



OBJETIVOS

• O conhecimento da ecologia e da função da comunidade microbiana

no processo de digestão anaeróbia é necessário para controlar esse

processo biológico;

• Isolar, quantificar e identificar os microrganismos que apresentam

potencial de produzir biogás com alto teor de metano a partir de

ensaios de biodegradação;

• Testar a eficiência da biodegradação de o lodo proveniente de aterros

de curtumes com farelo de couro em ensaios controlados;

• Associar e otimizar o tratamento desses resíduos com a produção de

energia renovável. Ainda, a forma de armazenamento prévio do lodo

adicionado aos ensaios de biodegradação também foi analisada.



EXPERIMENTOS REALIZADOS

Lodo+

Farelo de couro wet-blue

Solução de nutrientes

Aparato para medição do volume de gás gerado(quantificação do biogás

gerado)Válvula para coletas de

amostra para cromatografia gasosa

(qualificação do biogás gerado)

Coleta de material (identificação biológica)



Volume médio de biogás produzido nos biorreatores

Isolamento microbiológico

450 mL de biogás : 250 mL de metano : 25 mL de lodo : g de couro

:

Produção de biogás no meio de cultura

Consórcio bacteriano muito importante: ainda não se

conseguiu o crescimento de colônias produtoras de

metano (metanogênicas) isoladas



Publicações: Congresso da IULTCS, JALCA, JSLTC e Revista do Couro

Muito obrigada!!


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