GOMA XANTANA OBTIDA POR FERMENTAÇÃO DA .2018-05-15 · 4.2.5 Produção de goma xantana por fermentação

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITCNICA

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA QUIMICA

    DOUTORADO ACADMICO EM ENGENHARIA QUMICA

    LLLIAN VASCONCELLOS BRANDO

    GOMA XANTANA OBTIDA POR FERMENTAO DA

    GLICERINA BRUTA RESIDUAL DO BIODIESEL:

    PRODUO, CARACTERIZAO E APLICAO PARA

    FLUIDO DE PERFURAO DE POOS DE PETRLEO

    Salvador Bahia 2012

  • LLLIAN VASCONCELLOS BRANDO

    GOMA XANTANA OBTIDA POR FERMENTAO DA

    GLICERINA BRUTA RESIDUAL DO BIODIESEL:

    PRODUO, CARACTERIZAO E APLICAO PARA

    FLUIDO DE PERFURAO DE POOS DE PETRLEO

    Orientadora: Profa. Dra. Janice Izabel Druzian

    Tese de Doutorado apresentada Universidade Federal da Bahia, Doutorado em

    Engenharia Qumica como parte dos requisitos exigidos para a obteno do

    ttulo de Doutor em Engenharia Qumica.

    Salvador Bahia 2012

  • B817 Brando, Lllian Vasconcellos

    Goma xantana obtida por fermentao da glicerina bruta residual do

    biodiesel: produo, caracterizao e aplicao para fluido de perfurao de

    poos de petrleo / Lllian Vasconcellos Brando. Salvador, 2012.

    185f. : il. color.

    Orientadora: Prof. Doutora Janice Izabel Druzian

    Tese (doutorado) Universidade Federal da Bahia, Escola Politcnica,

    2012.

    1. Goma xantana - Viscosidade. 2. Poos de Petrleo-Fluidos de

    perfurao I. Druzian, Janice Izabel. II. Universidade Federal da Bahia. III.

    Ttulo.

    CDD : 660.2

  • TERMO DE APROVAO

    LLLIAN VASCONCELLOS BRANDO

    GOMA XANTANA OBTIDA POR FERMENTAO DA GLICERINA RESIDUAL

    DO BIODIESEL: PRODUO, CARACTERIZAO E APLICAO EM FLUIDO

    DE PERFURAO DE POOS DE PETRLEO

    TESE APROVADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENO DO GRAU DE

    DOUTOR EM ENGENHARIA QUMICA, UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA,

    PELA SEGUINTE BANCA EXAMINADORA:

    Profa. Dra. Janice Izabel Druzian Orientadora ____________________________________

    Doutora em Cincia dos Alimentos, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

    Universidade Federal da Bahia (UFBA)

    Prof. Dr. Enio Nazar de Oliveira Junior__________________________________________

    Doutor em Engenharia Qumica, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

    Universidade Federal de So Joo Del Rei MG (UFSJ)

    Prof. Dr. Giovani Brando Mafra de Carvalho _____________________________________

    Doutor em Biotecnologia Industrial, Universidade So Paulo (USP)

    Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

    Prof. Dr. Samuel Luporini _____________________________________________________

    Doutor em Engenharia Qumica, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

    Universidade Federal da Bahia (UFBA)

    Profa. Dra. Maria Ceclia Azevedo Esperidio _____________________________________

    Doutora em Cincias Naturais, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

    Universidade Federal da Bahia (UFBA)

    Salvador, 20 de dezembro de 2012.

  • DEDICATRIA

    Dedico esse trabalho aos meus queridos pais, Raimundo

    e Lindacy, companheiros incansveis de todas as horas e

    que me proporcionaram a faz-lo com e por amor.

  • AGRADECIMENTOS

    Deus, o mestre da vida.

    Aos meus queridos pais e minha irm Carla, pelo amor, carinho, compreenso e fora em no

    me deixar esmorecer nunca.

    Ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica (PPEQ) da Universidade Federal da

    Bahia pela oportunidade concedida de aprimoramento profissional.

    minha orientadora Prof. Janice Izabel Druzian por acreditar em mim e pela orientao,

    alm do exemplo de profissionalismo, amor e dedicao pesquisa.

    Ao Prof. Enio Nazar pelo apoio, troca de conhecimento alm da amizade.

    Prof Maria Ceclia Espiridio pelo auxlio nos ensaios e emprstimo do remetro alm da

    confiana e respeito.

    Ao Prof. Samuel Luporini pelo apoio e colaborao profissional.

    Ao Prof. Giovani Brando por ter aceitado participar da banca e pelo conhecimento vasto na

    rea de biotecnologia.

    Ao Prof. e amigo Jorge Lpez pelo apoio imprescindvel e aprendizado.

    Aos meus amados amigos conquistados no PPEQ, Tatiana Barreto, Gleice Pacheco, Larissa

    Costa, Marcio Inomata e Denilson Assis pela amizade, apoio e persistncia do trabalho

    realizado, constante troca de experincias alm de momentos nicos que levarei para toda a

    minha vida.

  • A todos os colegas do Lapesca, em especial Luciene, Carol e Jaff pelo apoio, disponibilidade

    e amizade.

    A empresa Carboflex, por acreditar em mim e nos trabalhos desenvolvidos de parceria com a

    UFBA, em especial a Emiliano, Eduardo, Keila Priscila, Manoel Cidreira e aos diretores,

    Mario Echevarria, Sergio Moreira e Eudalio Moreira.

    A CAPES e FAPESB pelo apoio financeiro.

    Agradeo aos demais, os quais difcil citar todos, mas que direta ou indiretamente

    contriburam para a realizao deste trabalho e para o meu amadurecimento profissional e

    espiritual. A vocs, todo o meu amor.

  • Porque o Senhor d a sabedoria, e da sua boca vem

    inteligncia e o entendimento.

    (Salmo 2:6)

  • SUMRIO

    LISTA DE FIGURAS............................................................................................

    i

    LISTA DE TABELAS...........................................................................................

    iv

    LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS........................................................... vi

    RESUMO................................................................................................................

    vii

    ABSTRACT...........................................................................................................

    viii

    1 INTRODUO..................................................................................................

    1

    2 OBJETIVOS....................................................................................................... 4

    2.1 OBJETIVO GERAL......................................................................................... 4

    2.2 OBJETIVO ESPECIFICO................................................................................

    4

    3 REVISO BIBLIOGRFICA......................................................................... 5

    3.1 GOMA XANTANA........................................................................................... 5

    3.1.1 Mercado de goma xantana............................................................................ 8

    3.2 PRODUO DE GOMA XANTANA............................................................. 12

    3.2.1 Bactrias Xanthomonas................................................................................. 14

    3.2.2 Inculo............................................................................................................ 15

    3.2.3 Produo e biossntese de goma xantana.................................................... 16

    3.2.3.1 Condies operacionais e escalas fermentativas.......................................... 23

    3.2.4 Glicerina como substrato alternativo.......................................................... 27

    3.2.5 Recuperao da Goma Xantana.................................................................. 30

    3.3 CARACTERIZAO DA GOMA XANTANA............................................ 32

    3.3.1 Reologia.......................................................................................................... 32

    3.3.2 Anlise Termogravimtrica (TG)................................................................ 35

    3.3.3 Massa Molar.................................................................................................. 37

    3.3.4 Composio monomrica da goma xantana............................................... 39

    3.4 APLICAO DE GOMA XANTANA NA REA PETROLFERA............. 41

    3.4.1 Recuperao Avanada de Petrleo (EOR)................................................ 42

    3.4.2 Fluido de perfurao para poos de petrleo............................................. 43

    3.4.2.1 Classificao dos fluidos de perfurao....................................................... 44

    3.4.2.2 Composio dos fluidos de perfurao base gua....................................... 45

    3.4.2.3 Propriedades dos fluidos de perfurao........................................................

    48

    4 MATERIAL E MTODOS.............................................................................. 53

    4.1 MATERIAL....................................................................................................... 53

    4.1.1 Equipamentos................................................................................................ 54

    4.1.2 Microrganismos............................................................................................. 55

    4.2 MTODOS........................................................................................................ 55

    4.2.1 Composio centesimal da glicerina bruta residual do biodiesel como

    substrato para a produo de goma xantana.............................................

    55

    4.2.2 Manuteno dos microrganismos................................................................ 56

    4.2.3 Preparo do inculo...................................................................................... 57

    4.2.3.1 Curva de crescimento microbiano do inculo............................................. 57

  • 4.2.4 Produo de goma xantana por fermentao em batelada Shaker....... 57

    4.2.4.1 Testes preliminares de produo de goma...........................