Biodessulfurização do gasóleo pesado por Rhodococcus erythropolis ATCC 4277 em meios de cultura: sintético, resíduos agroindustriais e acelerador de compostagem

Abstract

O petróleo apresenta em sua composição compostos sulfurosos, considerados contaminantes, que geram problemas técnicos no processo de refino, além de aumentar os custos com o tratamento das frações de petróleo. Durante a combustão dos combustíveis estes compostos são convertidos a gases tóxicos, que em contato com a umidade do ar transformam-se em ácidos, causando prejuízos ambientais como a chuva ácida e à saúde humana. A biodessulfurização (BDS) é uma biotecnologia para a remoção seletiva de compostos heterocíclicos de enxofre sob condições amenas de temperatura e pressão. E por isso vem sendo amplamente estudada como alternativa aos processos convencionais, visando atender as normas ambientais vigentes. Em estudos anteriores com a estirpe Rhodococcus erythropolis ATCC 4277, observou-se que a concentração das fontes de nitrogênio e carbono, no meio de fermentação do sistema de BDS, influenciou na remoção de enxofre e nitrogênio do gasóleo pesado (GOP). Neste trabalho, então, foram otimizadas as condições nutricionais do meio sintético, o que permitiu reduzir o tempo de fermentação, alcançando uma remoção de enxofre superior a 70,0 % (em massa). Assim, atingiu-se uma elevada velocidade específica de degradação, com valores superiores a 4.500 mg de enxofre. kg de GOP-1. h-1. Resultados expressivos também foram alcançados através do emprego do trub e da manipueira como substitutos para o meio sintético de fermentação, assim como para o acelerador de compostagem Organti H-Biol®, estudado também como substituto para a estirpe dessulfurizante R. erythropolis. Com o trub atingiu-se uma remoção de enxofre do GOP de 70,0 % em apenas uma 1 h de fermentação, enquanto para a Manipueira alcançou-se uma remoção máxima de 75,0 % em 12 h. O acelerador de compostagem promoveu uma dessulfurização de até 71,8 %, sendo aplicado, neste caso, apenas 5,00 % (em massa) do produto. Deste modo, os resultados obtidos fomentam a perspectiva de ampliar a escala de estudo e representam um avanço para aplicação desta biotecnologia, uma vez que superam àqueles obtidos, anteriormente, na dessulfurização do gasóleo pesado através da biodessulfurização.

Abstract: Petroleum presents in its composition sulfurous compounds, considered contaminants that generate technical problems in the refining process, besides increasing the costs with the treatment of petroleum fractions. During the combustion of fuels these compounds are converted to toxic gases, which in contact with the humidity of the air transform into acids, causing environmental damages such as acid rain and human health. Biodesulfurization (BDS) is a biotechnology for the selective removal of heterocyclic sulfur compounds under mild conditions of temperature and pressure. Therefore, it has been widely studied as an alternative to conventional processes, in order to meet current environmental standards. In previous studies with the Rhodococcus erythropolis ATCC 4277 strain, it was observed that the concentration of nitrogen and carbon sources in the fermentation medium of the BDS system influenced the removal of sulfur and nitrogen from heavy gas oil (HGO). In this work, the nutritional conditions of the synthetic medium were optimized, which allowed to reduce the fermentation time, reaching a sulfur removal of more than 70.0% (in mass). Thus, a high rate of degradation was reached, with values higher than 4,500 mg of sulfur. kg HGO-1. h-1. Expressive results were also obtained through the use of trub and manipueira as substitutes for the synthetic medium of fermentation, as well as for the Organti H-Biol® composting accelerator, also studied as a substitute for the R. erythropolis desulfurizing strain. With the trub a sulfur removal of 70.0% HGO was achieved in only 1 h of fermentation, while for Manipueira a maximum removal of 75.0% was achieved in 12 h. The compost accelerator promoted desulfurization of up to 71.8%, in which case only 5.00% (in mass) of the product was applied. Thus, the results obtained encourage the prospect of expanding the scale of study and represent a step forward in the application of this biotechnology, since they exceed those previously obtained in the desulfurization of heavy gas oil through biodesulfurization.