Célula combustível microbial: Uma revisão narrativa sobre a geração de energia e produção de biopolímeros / Microbial Fuel cell: A narrative review about Power generation and production of biopolymers

Os altos níveis de poluição e escassez de combustíveis fósseis têm acelerado a demanda pela consolidação de tecnologias de energia limpa. Especificamente, os Sistemas Bioeletroquímicos (BES) têm se mostrado uma alternativa como biorrefinaria para produção de energia. A existência de mais de um mecanismo de ação microbiológica permite a ocorrência de múltiplas linhas de pesquisa inerentes à BES, dentre essas diferentes possibilidades, as células a combustível microbiológicas (MFC) serão o mecanismo adotado nesta revisão narrativa por serem as BES mais estudadas. O funcionamento do MFC é baseado na degradação da matéria orgânica no compartimento anódico por um biofilme fixado ao eletrodo. O biofilme, além de se apresentar como vital para a transferência eletrônica entre o microrganismo e o eletrodo, ainda é responsável pela produção de biopolímeros. Os fatores limitantes dessa tecnologia são a baixa produção de energia por unidade de área do ânodo e os custos do material, mas uma vez superada, tem potencial para ser aplicada como uma solução amigável para tratamento de efluentes, usina de energia sustentável e biorrefinaria de biopolímeros. A matéria orgânica residual gera simultaneamente energia e um bioproduto com possível valor agregado de mercado, tanto financeiro quanto ambiental, pelos benefícios trazidos pela substituição do polímero petroquímico pelo biopolímero. Isso torna o MFC um destaque global em pesquisas para habilitar, otimizar e esclarecer os caminhos para uma nova era de energia mais sustentável

Estudo da reação fotocatalítica na degradação de compostos fenólicos em efluente / Photocatalytic reaction study on water phenomic compound degradation

Os processos industriais geram grandes quantidades de águas residuais com complexidade cada vez maior. Para que estas sejam lançadas no meio ambiente, necessitam da remoção dos contaminantes. No processamento do petróleo, por exemplo, uma gama de componentes de difícil degradação é gerada. Entre estes, os fenóis vem despertando interesse na comunidade científica por serem classificados como poluentes orgânicos prioritários por sua toxicidade ao homem e a biota. O trabalho consiste em estudar as principais variáveis para a redução e/ou mineralização de compostos fenólicos através do tratamento químico. Com pH do efluente original (aproximadamente 7), 5 g L-1 de areia (contendo TiO2) e com 22 mg L-1 do oxidante peróxido de hidrogênio o valor de degradação do teor total de fenol foi em torno de 90% em 60 minutos de reação. A quantificação de fenóis se deu através do método padrão direto da 4-aminoantipirina no comprimento de onda 510 nm em espectrofotômetro ultravioleta. As reações foram realizadas em reator com lâmpada UV-C germicida de 95 W.

Estudo da reação fotocatalítica na degradação de compostos fenólicos em efluente / Study of photocatalytic reaction in the degradation of phenolic compounds in effluent

 Os processos industriais geram grandes quantidades de águas residuais com complexidade cada vez maior. Para que estas sejam lançadas no meio ambiente, necessitam da remoção dos contaminantes. No processamento do petróleo, por exemplo, uma gama de componentes de difícil degradação é gerada. Entre estes, os fenóis vem despertando interesse na comunidade científica por serem classificados como poluentes orgânicos prioritários por sua toxicidade ao homem e a biota. O trabalho consiste em estudar as principais variáveis para a redução e/ou mineralização de compostos fenólicos através do tratamento químico. Com pH do efluente original (aproximadamente 7), 5 g L-1 de areia (contendo TiO2) e com 22 mg L-1 do oxidante peróxido de hidrogênio o valor de degradação do teor total de fenol foi em torno de 90% em 60 minutos de reação. A quantificação de fenóis se deu através do método padrão direto da 4-aminoantipirina no comprimento de onda 510 nm em espectrofotômetro ultravioleta. As reações foram realizadas em reator com lâmpada UV-C germicida de 95 W.

Valoração de resíduos agroindustriais pela ação de Rhizopus Oryzae na liberação de ácidos fenólicos

Rhizopus oryzae possui atividade metabólica intensa despolimerizando materiais lignocelulósicos, que resulta no aumento da disponibilidade de componentes característicos do substrato utilizado. Acompanhamos a variação do perfil de ácidos fenólicos presentes em biomassa produzida por Rhizopus oryzae em farelo de soja, trigo e arroz. Nas biomassas de farelo de arroz e soja foram detectados 70,2 e 120,0 μg de ácido clorogênico/g em 24 e 72 h de cultivo, respectivamente. Em todas as biomassas os níveis de ácido gálico aumentaram ao longo do cultivo, 23,8 μg/g, 55,8 μg/g e 63,5 μg/g, respectivamente, para o farelo de soja, trigo e arroz. Ficou demonstrado que o cultivo de fungos em substratos lignocelulósicos promove a alteração de perfis de metabólitos secundários que podem ser interessantes para otimizar o aproveitamento de resíduos da agroindústria na cadeia produtiva de alimentos, tais como o ácido gálico, clorogênico, cafeico, hidroxibenzóico e vanilina

Produção de biocompostos a partir de célula combustível microbiológica / Production of biocomposites from microbiological fuel cell

As células combustíveis microbiológicas são uma tecnologia promissora que utiliza matéria orgânica como substrato para bactérias exoeletrogênicas, proporcionando a geração de eletricidade e o tratamento de efluentes. Ao realizar esta conversão, diferentes compostos podem ser produzidos através do metabolismo bacteriano, no entanto, ainda são pouco explorados. Dessa forma, este estudo visa a construção e operação da célula combustível microbiológica (CCM) inoculada com o sedimento da dragagem do estuário da Lagoa dos Patos para produzir biocompostos. A CCM foi confeccionada com placas de acrílico e volume total de 2 L, inoculada com 70% de sedimento e 30% com meio de cultivo, mantida em câmara termostatizada a 35 °C e pH do compartimento anódico ajustado entre 6,8 e 7,5. A CCM foi alimentada com reciclo total de células e CH3COOH como fonte de carbono. Após estabilização da voltagem foi realizada a curva de polarização. Foram retirados 0,3 L do anodo e submetidos à extração do biocomposto - over night- com etanol 100% (1:1,5 v/v). O precipitado foi centrifugado e purificado por sucessivas lavagens com água e etanol (1:1,5 v/v). O sólido resultante foi seco à 105°C e analisado por espectroscopia de infravermelho. Após 20 dias foi gerada uma diferença de potencial elétrico máximo de 0,72 V, com resistência externa de 1000 ?. A densidade de potência máxima foi de 237 mW/m² com a resistência externa de 150 ?. Na identificação do biocomposto verificou-se a presença de ligações químicas características de ácido carboxílico, éster, aril-cetona e amida terciária. Assim, foi possível a geração de energia e simultaneamente produzir um composto de valor agregado

Avaliação da resistência externa na geração de energia elétrica por célula combustível microbiológica/ Evaluation of external resistance in the generation of electric energy by microbiological fuel cell

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da resistência externa na geração de energia a partir de uma célula combustível microbiológica (CCM) de câmara dupla inoculada com o sedimento do estuário da Lagoa dos Patos. A CCM foi confeccionada com placas de acrílico que constituem o compartimento anódico e catódico, ambos com volumes iguais a 1 L, separados por uma membrana catiônica e com a presença de uma placa de grafite como eletrodo do sistema. O compartimento anódico é alimentado com substrato CH3COOH, mantido sob agitação constante, temperatura de 35 ºC e pH 7,5. A voltagem gerada pelo sistema é medida por um microcontrolador Arduino, responsável pela aquisição e armazenamento dos dados. No startup foi utilizada uma resistência externa de 1000 Ω, que foi reduzida para 56 Ω após a curva de polarização e resultou na potência máxima no sistema de 335,32 mW/m². Assim, pode-se concluir que a CCM converte diretamente energia química em eletricidade através do uso de bactérias exoeletrogênicas, o que a torna uma tecnologia promissora para ser usada como alternativa aos combustíveis fósseis na geração de energia, além de reduzir o impacto ambienta

Assessment of the antifungal activity of spirulina platensis phenolic extract against aspergillus flavus

The production of safe food has stimulated the search for natural substances that possess antifungal activity. The indirect methods of estimating fungal biomass are based on the measurement of glucosamine, ergosterol and protein - typical compounds produced during the development of biomass. The aim of the study was to assess the effect of the phenolic extract from Spirulina platensis on the production of structural compounds in Aspergillus flavus, in order to identify its action on fungal inhibition. The Spirulina platensis methanolic extracts presented 1.15 mg phenolic compound/g Spirulina platensis, which showed an antifungal effect against Aspergillus flavus, inhibiting the glucosamine production up to 56%. Therefore, it may be employed as natural defense when food protection is necessary

Avaliação da atividade antifúngica de extrato fenólico de Spirulina platensis contra Aspergillus flavus

Submitted by Paula Gautério ([email protected]) on 2014-05-08T19:01:40Z No. of bitstreams: 1 ASSESSMENT OF THE ANTIFUNGAL ACTIVITY OF Spirulina platensis PHENOLIC EXTRACT AGAINST Aspergillus flavus.pdf: 214457 bytes, checksum: 794685b80bca0a291fee2c362533c260 (MD5)Approved for entry into archive by cristiane soares ([email protected]) on 2014-07-22T21:20:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ASSESSMENT OF THE ANTIFUNGAL ACTIVITY OF Spirulina platensis PHENOLIC EXTRACT AGAINST Aspergillus flavus.pdf: 214457 bytes, checksum: 794685b80bca0a291fee2c362533c260 (MD5)Made available in DSpace on 2014-07-22T21:20:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ASSESSMENT OF THE ANTIFUNGAL ACTIVITY OF Spirulina platensis PHENOLIC EXTRACT AGAINST Aspergillus flavus.pdf: 214457 bytes, checksum: 794685b80bca0a291fee2c362533c260 (MD5) Previous issue date: 2011The production of safe food has stimulated the search for natural substances that possess antifungal activity. The indirect methods of estimating fungal biomass are based on the measurement of glucosamine, ergosterol and protein - typical compounds produced during the development of biomass. The aim of the study was to assess the effect of the phenolic extract from Spirulina platensis on the production of structural compounds in Aspergillus flavus, in order to identify its action on fungal inhibition. The Spirulina platensis methanolic extracts presented 1.15 mg phenolic compound/g Spirulina platensis, which showed an antifungal effect against Aspergillus flavus, inhibiting the glucosamine production up to 56%. Therefore, it may be employed as natural defense when food protection is necessary

Assessment of the antifungal activity of spirulina platensis phenolic extract against aspergillus flavus

The production of safe food has stimulated the search for natural substances that possess antifungal activity. The indirect methods of estimating fungal biomass are based on the measurement of glucosamine, ergosterol and protein - typical compounds produced during the development of biomass. The aim of the study was to assess the effect of the phenolic extract from Spirulina platensis on the production of structural compounds in Aspergillus flavus, in order to identify its action on fungal inhibition. The Spirulina platensis methanolic extracts presented 1.15 mg phenolic compound/g Spirulina platensis, which showed an antifungal effect against Aspergillus flavus, inhibiting the glucosamine production up to 56%. Therefore, it may be employed as natural defense when food protection is necessary.A produção de alimentos seguros tem estimulado a busca por substâncias naturais que possuem atividade antifúngica. Os métodos indiretos de estimativa de biomassa fúngica são baseados na medição de glucosamina, ergosterol e proteína - compostos típicos produzidos durante o desenvolvimento da biomassa. Neste estudo, objetivou-se avaliar o efeito do extrato fenólico de Spirulina platensis na produção de componentes estruturais em Aspergillus flavus, a fim de identificar seu mecanismo de ação dos fenóis na inibição fúngica. O extrato metanólico de Spirulina platensis apresentou 1,15 mg de compostos fenólicos/g Spirulina platensis, apresentando um efeito antifúngico contra Aspergillus flavus, inibindo a produção de glucosamina em até 56%. Portanto, pode ser empregado como antifúngico natural quando for necessária a proteção de alimentos

Valoração de resíduos agroindustriais pela ação de Rhizopus Oryzae na liberação de ácidos fenólicos

Rhizopus oryzae possui atividade metabólica intensa despolimerizando materiais lignocelulósicos, que resulta no aumento da disponibilidade de componentes característicos do substrato utilizado. Acompanhamos a variação do perfil de ácidos fenólicos presentes em biomassa produzida por Rhizopus oryzae em farelo de soja, trigo e arroz. Nas biomassas de farelo de arroz e soja foram detectados 70,2 e 120,0 μg de ácido clorogênico/g em 24 e 72 h de cultivo, respectivamente. Em todas as biomassas os níveis de ácido gálico aumentaram ao longo do cultivo, 23,8 μg/g, 55,8 μg/g e 63,5 μg/g, respectivamente, para o farelo de soja, trigo e arroz. Ficou demonstrado que o cultivo de fungos em substratos lignocelulósicos promove a alteração de perfis de metabólitos secundários que podem ser interessantes para otimizar o aproveitamento de resíduos da agroindústria na cadeia produtiva de alimentos, tais como o ácido gálico, clorogênico, cafeico, hidroxibenzóico e vanilina