MODIFICAÇÃO GENÉTICA DE MICRORGANISMOS PARA MELHORAMENTO METABÓLICO

O aumento da demanda global por energias menos destrutivas ao meio ambiente, tais como combustíveis oriundos de fontes não-fósseis, tem orientado o desenvolvimento tecnológico de processos biofermentativos mais eficientes e sustentáveis. A eficiência desses processos fermentativos depende do metabolismo e da tolerância aos produtos da fermentação dos microrganismos que os produzem. Ou seja, obstáculos como a baixa tolerância dos microrganismos às elevadas concentrações de biomassa ou dos solventes resultantes da fermentação dificultam o aumento do rendimento da produção de biocombustíveis e solventes, como etanol, isopropanol e butanol. Diante desse desafio, pode-se recorrer à engenharia genética a fim de se desenvolver cepas de microrganismos geneticamente e metabolicamente modificados, a fim de aumentar a sua tolerância a concentrações maiores de tais solventes orgânicos e a sua produção de biocombustíveis. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram uma cepa de Clostridium acetobutylicum capaz de contornar os obstáculos acima descritos.

C. ACETOBUTYLICUM GENETICAMENTE MODIFICADO PARA PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE BIOCOMBUSTÍVEIS

A presente invenção refere-se a um processo de modificação genética de uma cepa de C. acetobutylicum para o aumento da produção de álcoois, por meio da deleção de genes associados à formação de ácidos, e para a conversão de acetona em isopropanol, através da inserção de um gene que produz a enzima álcool desidrogenase.

VANTAGENS

• Segurança: Microrganismos não-patogênicos produtores de álcoois capazes de produzir solventes sob condições otimizadas para fermentação de biomassa;
• Eficiência: Um plasmídeo para clostrídios foi metilado de forma inventiva, eficiente e melhorada, pela metilase codificada pelo plasmídeo pACYC-φ3TIm;
• Versatilidade: O menor tamanho do vetor pACYC-φ3Tm permite uma manipulação mais fácil in vitro.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

TECNOLOGIA SUSTENTÁVEL PARA PRODUZIR BIOCOMBUSTÍVEL

A difusão dos biocombustíveis no cenário da produção de energia renovável só foi possível devido ao desenvolvimento de tecnologias sustentáveis. Possibilitar a integração de tecnologias de produção de biocombustíveis pode ser uma excelente ferramenta para minimizar os problemas causados pelos combustíveis fósseis, agregando efeitos significativos para a economia e o meio ambiente (biocombustíveis derivados da biomassa permitem uma redução significativa de emissões de gases nocivos ao meio ambiente e os gases do efeito estufa, como derivados de NOx e Sox). Sob essa perspectiva, profissionais de pesquisa da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram uma tecnologia capaz de produzir um catalisador sólido carbonáceo por meio de craqueamento térmico do alcatrão para produção de biocombustível.

CATALISADOR SÓLIDO CARBONÁCEO DE ALCATRÃO PARA OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL

A utilização de resíduos orgânicos naturais para a produção de compostos com maior valor agregado representa uma possibilidade de obtenção de diferentes biocombustíveis. Neste cenário, os processos termoquímicos (como a pirólise ou craqueamento térmico, por exemplo) se apresentam como rota acessível para conversão de produtos, por muito tempo inutilizados, em uma variedade de materiais líquidos, sólidos e gasosos. Na perspectiva de utilizar um catalisador ácido, de baixo custo e que obtenha altos valores de conversão para biodiesel, diversas matrizes orgânicas estão sendo desenvolvidas para obtenção de materiais que possam agir como catalisadores heterogêneos. Dessa classe, os materiais carbonáceos apresentam composição e características morfológicas favoráveis a inserção de grupos polares capazes de catalisar as reações de esterificação e transesterificação. Sob esses contextos, a presente invenção refere-se à produção de um material sólido carbonáceo ácido, a partir da pirólise do alcatrão, sendo este um subproduto da gaseificação de biomassa usado para produção de biocombustível. O material pode ser utilizado como um catalisador heterogêneo em reações de transesterificação/esterificação de materiais graxos com álcool (como na produção de biodiesel). Além disso, a presente invenção incrementa o reaproveitamento do alcatrão no processo de gaseificação possibilitando assim produções mais sustentáveis e de menor custo, tendo em vista que é destinado uma solução para esse tipo de resíduo.

VANTAGENS

• Sustentabilidade: Produção mais sustentável: emprego de resíduos industriais e diminuição de utilização de recursos não renováveis;
• Custo-benefício: Baixo custo;
• Eficiência: Altas taxas de conversão para reações de esterificação e transesterificação.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

HIDROCARBONETOS LEVES E RENOVÁVEIS: O MEIO AMBIENTE AGRADECE

Milhares de pesquisas ao redor do mundo têm sido realizadas buscando alternativas eficazes para a obtenção de combustíveis e outros produtos químicos a partir de fontes renováveis. Os hidrocarbonetos leves fazem parte desse espectro de produtos de interesse tecnológico que visam a substituição (mesmo que parcial) dos derivados de petróleo, de maneira ambientalmente amigável. Uma alternativa interessante é a obtenção dos mesmos a partir de óleos residuais e rejeitos gorduras animais. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram um processo de obtenção de hidrocarbonetos leves através do craqueamento térmico-catalítico utilizando catalisadores aluminossilicatos ácidos.

CRACK: SOMENTE SE FOR PARA A PRODUÇÃO DE HIDROCARBONETOS LEVES E RENOVÁVEIS

Craqueamento é a decomposição térmica ou termocatalítica de um composto, tal como um hidrocarboneto, em espécies químicas de menor peso molecular. O craqueamento de óleos e gorduras ocorre em temperaturas acima de 350 ºC, levando a formação de uma mistura de hidrocarbonetos e compostos oxigenados, lineares ou cíclicos (alcanos, alcenos, cetonas, ácidos carboxílicos, aldeídos, monóxido e dióxido de carbono), além da água. Na mistura de hidrocarbonetos é que estão contidos os hidrocarbonetos leves, de interesse da presente tecnologia, principalmente por serem produzidos por materiais renováveis, de fácil disponibilidade e baixo custo, tornando o produto final mais competitivo no mercado. A presente invenção refere-se ao craqueamento térmicocatalítico de bio-óIeo, obtido da pirólise de resíduos graxos de origem vegetal ou animal. Tal craqueamento térmico-catalítico utiliza catalisadores do tipo aluminossilicatos ácidos (na forma nanocristalina) para obtenção de hidrocarbonetos leves. O resíduo graxo é obtido do refinamento do óleo ou gordura de origem animal ou vegetal e, geralmente, descartado pelas indústrias. O bio-óleo obtido da pirólise do resíduo graxo é útil na obtenção de hidrocarbonetos leves, de interesse comercial.

VANTAGENS

• Custo Benefício: Processo de conversão térmica e catalítica para obtenção, em condições brandas, de hidrocarbonetos leves a partir de matéria prima renovável, abundante e de baixo custo;
• Eficiência: Catalisador mais ativo e seletivo para a produção de hidrocarbonetos leves, obtendo maior rendimento em moléculas com características solventes em relação aos catalisadores disponíveis comercialmente.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

SUPER BIODIESEL: O DIESEL MULTIFUNCIONAL

A alta demanda por óleo diesel e a crescente preocupação ambiental aumentaram os incentivos de pesquisa e desenvolvimento em alternativas sustentáveis. No Brasil foram iniciados programas de desenvolvimento do biodiesel, uma alternativa obtida a partir de matéria vegetal ou animal. Porém, o uso de um óleo de origem biológica possui suas dificuldades devida a sua instabilidade química e contaminação por microrganismos. Os microrganismos encontrados têm origem tanto no ar, quanto no solo e água e sua proliferação ocorre mesmo com pequenas quantidades de água presente nos tanques e estes conseguem sobreviver em condições extremas de temperatura e pH. A presença desses microrganismos causa danos extensos a infraestrutura e alteram as propriedades físico-químicas do combustível. As soluções desenvolvidos buscam aumentar a estabilidade do óleo e eliminar a proliferação de microrganismos por meio de composições e aditivos para o biodiesel e, dessa forma, remediar parte dos efeitos negativos observados e acelerar a sua adoção como alternativa sustentável ao óleo diesel. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um biodiesel modificado que apresenta atividade biocida para microrganismos comuns no biodiesel. A sua utilização inibe a proliferação de microrganismos sem que haja alteração nas propriedades físico-químicas do biodiesel. A presente invenção refere-se a uma modificação química do biodiesel ou outros derivados de ácidos graxos insaturados através da reação hidroformilação seguida de condensação com aminas. Adicionalmente, o biodiesel modificado (imina) obtido possui destacado potencial biocida e conserva as características físico-químicas desejáveis para o bom desempenho como combustível.

VANTAGENS

• Sustentabilidade: Diminuição do impacto ambiental devido ao emprego de combustíveis fósseis, especificamente com a diminuição de poluentes sulfurados e ausência de compostos aromáticos; Utilização de um combustível biodegradável, diminuindo o impacto ambiental em caso de vazamento em tubulações.;
• Versatilidade: Pode ser usado em conjunto com o óleo diesel convencional, facilitando adoção; Não necessita de qualquer adaptação nos motores veiculares.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

BIODIESEL COMO COMBUSTÍVEIS RENOVÁVEIS

Devido à crescente preocupação com o meio ambiente e a insegurança do fornecimento de petróleo, o uso de biomassa como matéria-prima para polímeros, produtos químicos e aplicações para combustíveis se tornou uma questão imperativa nos últimos anos. Nessa linha tecnológica destaca-se o biodiesel, que é um mono-alquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos e gorduras de origem vegetal e animal. Esse produto é obtido através de um processo de transesterificação, no qual ocorre a transformação dos triglicerídeos em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos. A perspectiva é que combustíveis de biomassa possam ser incorporados em combustíveis fósseis ou os substituam totalmente, sem a necessidade de modificação dos motores. Em contrapartida, os métodos já descritos no estado da técnica para a obtenção de biodiesel apresentam várias desvantagens, por exemplo, a baixa eficiência dos biocombustíveis, o alto valor e o impacto ambiental gerado pelos subprodutos durante a produção. Esses problemas justificam a busca por novos sistemas que sejam mais eficientes e gerem menor quantidade de resíduos e impacto ambiental. Nesse contexto, tem sido observado que a epoxidação de gorduras, óleos e ácidos graxos de monoésteres é uma importante rota para melhorar suas propriedades físicoquímicas do biodiesel. A epoxidação de biodiesel aumenta a estabilidade e diminui o coeficiente de fricção (atrito) mesmo na presença de aditivos, fornecendo um produto de maior qualidade, além de aumentar a eficiência de queima desses combustíveis. Derivados epoxidados de ácidos graxos são compostos largamente empregados na indústria, aplicados como lubrificantes, plastificantes e estabilizantes em PVC, estabilizadores, diluentes para tintas, intermediários para a produção de poliuretanos, polióis, polímeros de poliésteres e resinas alquídicas, bem como, componentes que são adicionados a lubrificantes e adesivos. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um processo de modificação de biodiesel, ácidos graxos e seus derivados através de uma epoxidação catalisada por enzimas em líquidos iônicos. A presente invenção refere-se a um processo de modificação de biodiesel, ácidos graxos e seus derivados através de catálise enzimática. Para isso, o catalisador empregado foram diferentes enzimas lipases suportadas por Líquidos Iônicos imidazólicos, substâncias na fase líquida mas com propriedades de sólidos iônicos (pressão de vapor desprezível, alto ponto de fusão, viscosidade). Como resultado, foi obtido um processo eficiente de formação de epóxidos de ácidos graxos (rendimento > 67%) que apresentam melhor estabilidade oxidativa global e diminuição do coeficiente de fricção global.

VANTAGENS

• Sustentabilidade: Sistema sustentável, pois utiliza matérias-primas renováveis; Todo processo não gera grande quantidade de resíduos, sendo, portanto um processo ecologicamente correto;
• Eficiência: Alta taxa de conversão (rendimento) do biodiesel em um curto tempo reacional (aproximadamente 1h); Aprimoramento das propriedades físico-químicas do biodiesel, tais como estabilidade oxidativa global e diminuição do coeficiente de fricção global; Sem formação de subprodutos durante a reação, indicando a alta seletividade catalítica do sistema descrito.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).