Author(s):
Carreira, Pedro Miguel da Cunha 
Date: 2010
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/3981
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Recursos renováveis; Fontes de energia renovável; Polissacarídeos: Síntese química; Aproveitamento de resíduos; Resíduos industriais
Description
Com o previsível esgotamento dos recursos fósseis, os materiais derivados de
recursos renováveis têm ganho importância, para que no futuro possam
substituir os produtos de base petroquímica. Um dos materiais de origem
renovável com maior potencial é a celulose bacteriana (CB), um polissacarídeo
sintetizado por algumas bactérias com propriedades estruturais e mecânicas
únicas que lhe proporcionam aplicação em várias áreas. No entanto, o elevado
custo do meio de cultura limita a produção de CB a nível industrial, uma vez
que o preço do produto final será elevado. Neste trabalho foi estudada a
produção de CB a partir de resíduos ou subprodutos baratos da indústria
portuguesa pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, com o objectivo de
diminuir os custos de produção. Escolheram-se resíduos da indústria da pasta
e papel, vinho, lacticínios e do biodiesel e os resultados mostraram ser
possível a produção de CB. Os melhores resultados foram obtidos com os
resíduos da indústria do vinho e da pasta do papel, 0.63 e 0.43 g/L de CB,
respectivamente, sem adição de qualquer outro nutriente, após 96 horas. O
estudo dos resíduos para a produção de CB foi efectuado em paralelo com
meio sintético contendo as fontes de carbono predominantes nos substratos
escolhidos de forma a comparar resultados e avaliar a contribuição de outros
componentes presentes. Verificou-se que a produção de CB foi elevada nos
meios de glucose, glucose:galactose (1:1) e glicerol, e reduzida nos meios de
xilose e lactose. Este estudo incluiu ainda testes em que se verificou a
necessidade de adição de fonte de azoto e fósforo de forma a ultrapassar as
limitações nutricionais dos resíduos. Amostras de CB produzida através dos
diferentes resíduos foram caracterizadas por FTIR, XRD e SEM. Foram
obtidos espectros típicos de celulose do tipo I, bem como confirmada a
estrutura tridimensional da CB. With the predictable depletion of oil resources, materials derived from
renewable resources are becoming very attractive in order to replace
petrochemical-based materials in the future. Bacterial Cellulose (BC) is a
renewable material with a high potential since it is a polysaccharide produced
by some bacteria with unique structural and mechanical properties which
provide application in many fields. However, the high cost of the culture
medium limits the industrial production of BC. In this work, BC production by
Gluconacetobacter xylinus using cheap raw materials from Portuguese
industries was studied with the objective of decreasing production costs. Byproducts
and residues from paper, wine, milk and biodiesel industries showed
to be suitable for BC production. The best results were obtained with the wine
and paper by-products, 0.63 and 0.43 g/L, respectively, without the addiction of
any other nutrient, after 96 hours. In parallel with the objective of comparing
results and evaluate the contribution of the other components of the medium to
the BC production, experiments in complex media with the main carbon
sources of the by-products were performed. It was verified that there was a
high BC production in glucose, glucose:galactose (1:1) and glycerol media, and
a low one in the xilose and lactose media. This study also evaluated the need
of media supplementation with nitrogen and phosphorus sources to overcome
the nutritional limitations of the by-products. Samples of BC membranes
produced from the different by-products were characterized by FTIR, XRD and
SEM. All the spectra obtained confirmed the typical characteristics of cellulose
type I, and the three-dimensional structure of BC was confirmed. Mestrado em Materiais Derivados de Recursos Renováveis
