Caracterização de um novo sistema bifasico aquoso e aplicação em extração de proteinas com coluna de discos perfurados rotativos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2000

RESUMO

A partição bifásica aquosa explora a capacidade exibida por soluções de dois polimeros ou de um polímero e um sal de se separarem em duas fases aquosas sempre que certas concentrações mínimas sejam excedidas. As duas fases aquosas assim formadas diferem na sua composição, sendo cada uma delas rica num dos constituintes do sistema, isto é, os dois polimeros ou o polimero e o sal concentram-se em fases distintas. Estas fases apresentam elevados teores em água, podendo em alguns casos atingir valores superiores a 90 %, constituindo ambientes suaves para moléculas e partículas biológicas. O objetivo principal deste trabalho residiu na caracterização do sistema bifásico aquoso formado por um polímero típico do Nordeste brasileiro, o polissacarídeo do cajueiro (Policaju). Sendo o elevado custo dos polímeros envolvidos o principal entrave à aplicação em grande escala da partição bifásica aquosa, este sistema apresentou a possibilidade em reduzir este custo, aumentando a competitividade da partição bifásica aquosa como processo alternativo frente aos processos tradicionais de recuperação de bioprodutos. Mostrou-se ao longo desta tese que o sistema testado apresentou propriedades fisicas (razão e tempo de separação de fases, densidade, viscosidade) e de partição características de sistemas bifásicos aquosos polímero-polímero. Após o isolamento do polissacarídeo, determinou­se o diagrama de fases e estudou-se a partição de uma proteína modelo, a albumina de soro bovino. Verificou-se o efeito exercido pelas variáveis do sistema, peso molecular do PEG (1500, 4000 8000), concentração dos polimeros, pH (6,0, 7,0 e 8,0), temperatura (25°C e 40°C) e adição de NaCI (O, 1M e 1M). Observou-se um deslocamento da binodal no sentido de menores concentrações de polimeros com o aumento do peso molecular do PEG. Por outro lado, a variação do pH e da temperatura não provocou um deslocamento significativo da binodal. Não foi possível estabelecer uma correlação entre o coeficiente de partição da proteína e o peso molecular do PEG, enquanto que o aumento do comprimento da "tie-line" e da temperatura, assim como a diminuição do pH, provocaram a redução no coeficiente de partição. Os resultados obtidos para a adição de NaCI demonstraram uma tendência a redução do coeficiente de partição com o aumento da concentração do sal, embora em alguns casos o coeficiente de partição tenha diminuído apenas para uma das concentrações de sal, dependendo do sistema estudado e do pH. O aumento da temperatura para os valores estudados demonstrou uma tendência a redução no coeficiente de partição para todos os PEG s testados. A operação dos sistemas bifásicos em contínuo também foi avaliada. Estudou-se o comportamento do sistema bifásico PEG-Policaju em coluna de discos perfurados rotativos (pRDC). Ensaiou-se a transferência da albumina de soro bovino da fase dispersa para a fase contÚlua, utilizando o sistema PEG4000-Policaju selecionado a partir dos estudos de partição em batelada. A coluna foi operada durante 55 minutos em contracorrente e contínuo operando como fase dispersa a fase leve do sistema bifásico (pEG) e como fase contÚlua a fase pesada (policaju). Foram realizadas variações da velocidade de rotação (60, 140 e 220 rpm), velocidade da fase dispersa (2, 3 e 5 mL/min) e número de discos (03 e 04). O desempenho do equipamento foi caracterizado a partir de análise dos estudos da fração retida da fase dispersa (hold up), do coeficiente de transferência de massa e do índice de recuperação de KA W ASE. Os resultados demonstraram um aumento da fração retida da fase dispersa, do coeficiente de transferência de massa e do índice de recuperação com o aumento da velocidade de rotação. Os mesmos efeitos foram observados para o aumento da velocidade da fase dispersa, com exceção sobre o Úldice de recuperação, o qual não apresentou uma tendência regular com o aumento desta variável. O aumento da composição do sistema reduziu o "hold up" e a transferência de massa, embora não tenha demonstrado um efeito significativo sobre o índice de recuperação. A variação do número de discos não teve um efeito pronunciado sobre a fração retida da fase dispersa, embora o coeficiente de transferência de massa e o índice de recuperação tenham sido maiores para 03 discos. A análise do perfil de extração contínua da albumina de soro bovino demonstrou que a maior transferência de proteína foi obtida para as seguintes condições: sistema 9%PEG4000-18%Policaju em PRDC com 03 discos rotativos a velocidade de 220 rpm e velocidade da fase dispersa de 2 mL/min. A análise econômica demonstrou que o sistema PEG-Policaju é bastante competitivo frente a outros sistemas polimeros-polimeros descritos na literatura, possibilitando o desenvolvimento de estudos futuros com este novo sistema em processos de extração

ASSUNTO(S)

polimeros extração por solventes

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