Imobilização de enzima em fibras de poliamida para degradação de petróleo em ambientes aquáticos contaminados

Abstract

O petróleo e sua exploração podem ser a causa de inúmeros problemas, como é o caso dos derramamentos e vazamentos. Vários são os relatos históricos destes acontecimentos e de consequências para o meio ambiente e saúde humana. Alguns métodos de remediação são propostos, sendo que na sua maioria apresentam relativa ineficiência, sendo assim necessária a discussão de novas alternativas. Nesse trabalho é discutida a obtenção e caracterização de fibras poliméricas produzidas por meio da técnica de eletrofiação, seguido da imobilização de enzima lipase de Thermomyces lanuginosus. A aplicação da enzima imobilizada na degradação de petróleo é avaliada, assim como a caracterização do petróleo degradado. Por fim, é avaliado o custo de produção em escala laboratorial da fibra e a possibilidade de incubação junto à Rede de Incubadora Tecnológicas da UFRGS. Assim, foi possível a imobilização da enzima nas fibras de poliamida 6, com rendimento de cerca de 60% e eficiência de até 155%. A caracterização das fibras foi importante para a compreensão morfológica e estrutural do material, possibilitando a observação das estruturas nanomicrométricas, assim como suas características químicas. Em relação ao armazenamento foi possível observar que a enzima apresenta atividade tanto na forma livre quanto imobilizada por até 25 dias de armazenamento. Observou-se a degradação do petróleo pela enzima imobilizada quando os ensaios foram realizados em água ultrapura. Além disso, foi realizado um estudo para possível aplicação industrial, baseado em avaliação de custos e também ampliação em larga escala. Como resultado observou-se a possibilidade de implantação industrial no que se refere à incubação de uma empresa por meio da REINTEC e do Parque Zenit da UFRGS.

Oil and its exploitation can be the cause of numerous problems, such as spills and leaks. There are several historical accounts of these events and consequences for the environment and human health. Some remediation methods are proposed, most of which are relatively inefficient, thus making it necessary to discuss new alternatives. This work discusses the obtainment and characterization of polymeric fibers produced through the electrospinning technique, followed by the immobilization of lipase enzyme from Thermomyces lanuginosus. The application of the immobilized enzyme in oil degradation is evaluated, as well as the characterization of the degraded oil. Finally, the cost of production of the fiber on a laboratory scale and the possibility of incubation with the UFRGS Technological Incubator Network is evaluated. Thus, it was possible to immobilize the enzyme on polyamide 6 fibers, with a yield of around 60% and efficiency of up to 155%. The characterization of the fibers was important for the morphological and structural understanding of the material, enabling the observation of nanomicrometric structures, as well as their chemical characteristics. Regarding storage, it was possible to observe that the enzyme has activity both in free and immobilized form for up to 25 days of storage. The degradation of oil by the immobilized enzyme was observed when the tests were carried out in ultrapure water. In addition, a study was carried out for possible industrial application, based on cost evaluation and also large-scale expansion. As a result, the possibility of industrial implantation was observed regarding the incubation of a company through REINTEC and the Zenit Park of UFRGS.