Biotic degradationof the polyethylene terephthalate irradiated by ultraviolet using the fungus ligninolytic Lentinula edodes
| Autor: | Koschevic, Marivane Turim |
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| Přispěvatelé: | Bittencourt, Paulo Rodrigo Stival, Mucelin, Carlos Alberto, Lenhard, Daiane Cristina, Nishi, Leticia |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2015 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| Popis: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O politereftalato de etileno (PET) é um termoplástico da família dos poliésteres com ampla utilização pela indústria de bebidas carbonatadas, este material, quando descartado no ambiente inadequadamente, como outros resíduos sólidos, torna-se um passivo ambiental, pois, pode ocasionar a poluição dos ambientes, bem como a proliferação de vetores de doenças, entre outros. No que tange ao avanço de pesquisas em buscas alternativas para a minimização de impactos ambientais provenientes do descarte de materiais poliméricos, surgem como alternativas, a investigação de processos fotodegradativos e biológicos que visam a degradação destes materiais. Os processos de fotodegradação incluem a radiação ultravioleta, uma luz de alta energia capaz de provocar modificações na estrutura polimérica que acarreta a degradação/desestabilização do material. Ainda, a utilização de fungos basidiomicetos, responsáveis pela degradação de compostos naturais com grandes cadeias carbônicas, aplicada a decomposição de materiais poliméricos é considerada uma alternativa promissora. O Lentinula edodes, popularmente conhecido como shiitake é um fungo de grande interesse comercial, além de ser comestível, além de ser comestível, produz grandes quantidades de hidrolases e oxidases durante a conversão de resíduos lignocelulósicos. Neste estudo, foram utilizadas garrafas de PET virgem cristal, pré-consumo, como substrato para o crescimento do fungo L.edodes. Os ensaios procederam em duas fases, abiótica e biótica. Na fase de degradação abiótica, os espécimes de PET recortados da faixa central da garrafa, foram submetidos a radiação ultravioleta, em uma câmara irradiação UV acelerada. Os períodos de tempoforam 0h/sem irradiação, 24 horas, 48 horas, e 96 horas, ininterruptos. Os quatro grupos (0hh, 24 h, 48h, e 96h) foram caracterizadas por análises termogravimétricas (TG), Análise de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (0h e 96H) e Ensaio de Tração Mecânica (ASTM-D638- 10), para analisar o efeito dessa radiação nas propriedade físico químicas das amostras . A segunda fase de degradação, biótica, consistiu na realização de ensaios de interação variáveis entre fungo L.edodes e o PET. Foram empregados como tratamentos o cultivo em placas petri, o cultivo em tubos de ensaio, a fermentação semissólida e o cultivo axênico, mantidos por diferentes períodos de tempo. Como variáveis resposta, por meio do método gravimétrico , obteve-se o percentual da perda de massa e, posteriormente, as amostras foram submetidas a análise de microscopia óptica, análises termogravimétricas, TG/DTG e DSC, e para o cultivo axênico foi determinada a tração mecânica. Os resultados indicam que a irradiação UV altera significativamente as propriedades do PET, fato que influencia na estabilidade e na sua biodegrabilidade. O percentual de perda de massa médio, obtido nos diferentes ensaios, sem considerar o tipo e os períodos de tempo dos tratamentos, foram de 0,44% para PET 0h, sem irradiação o menor valor registrado, 1,28% para o PET 24h, o maior valor registrado, e ainda, 1,07% para o PET 48h e 0,95% para o PET 96h, para as diferentes fases de irradiação UV. Através das microfotografias, foi possível observar a deterioração do material, com a presença de escavações e falhas, mas também foi possível observar que o fundo pode se aderir fortemente à matriz polimérica, e o procedimento utilizado para a remoção não ser eficiente, fato que deixa vestígios do fungo no interior do PET. Oscilações nas propriedades térmicas e mecânicas do PET. Também puderam ser observadas, outro indicativo de que o fungo L. edodes tem potencial para a aplicação em processo de biodegradação, e a irradiação UV age de forma favorável a esse processo, por fim são feitas sugestões que visam a melhoria dos resultados de biodegradação e o conhecimento mais específico de seus processos. The polyethylene terephthalate (PET) is a thermoplastic polyester with widespread use of the carbonated beverage industry. This material, when disposed of improperly in the environment like other solid waste becomes an environment burden. It may cause pollution environmments. As well as the proliferation of disease vectors, among others. With respect to the advancement of research in search of alternatives to minimize environmental impacts from the disposal of polymeric materials, emerge as alternatives, the research photo degradative and biological processes to the degradation of these material. The photodegradation processes include ultraviolet radiation, a high energy light which can cause changes include ultraviolet radiation, a high energy light which, can cause change in the polymer structure which causes degradation/destabilization of the material. Furthermore, the use of Basidiomycete fungi responsible for the degradation of natural compounds with large carbon chains applied to decomposition of polymeric material is considered a promising alternative. The Lentinula edodes , popularly known as shiitake is a great commercial interest fungus, in addition to being edible, produces large quantity of hydrolase and oxidade for the conversion of lignocellulosic wastes, in this study, we used PET bottles crystal virgin, pre-consumer, as a substrate for the growth of the fungus L. edodes. The tests proceeded in two stages, abiotica and biotic. In abiotic degradation , phase PET specimens cult from the central strip of the bottle were subjected to ultraviolet radiation in a chamber accelerated UV irradiation. The time periodos were 0h/ without irradiation, 24 hours, 48 hours and 96 hours uninterrupted. The 4groups (0h, 24h, 48h, 96h and) were characterized by thermogravimetric analysis (TG), Analysis of Diferential Scanning Calorimetry (DSC), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (0h and 96h) and Mechanical Tensile test (ASTM-D638-10), to analyse the effect of radiation on the physicochemical property of the samples. The second stage of degradation, biotic, consisted of testing interaction between the fungus L. edodes and PET. The treatments used were grown in petri dishes, cultivation in tubes, the semisolid fermentation axenic culture and maintened for different periods of time. The following variables by the gravimetric method gave a weight loss percentage, then the samples were subjected to light microscopy analysis, thermogravimetric analysis, TG/DTG and DSC, and the axenic culture was determined traction mechanical. The results indicate that UV irradiation significantly modifies the properties of PET, a fact that influences the stability and biodegradability. The percentage of average mass loss, obtained in different trials, regardless of the type and the time periods of the treatment were of 0,44% for PET 0h without irradiation the lowest recorded value, 1,28% for PET 24, the highest value recorded and also 1.07% for PET 48h and 0.95% for PET 96h, different UV irradiation phases. Through the photomicrographs, we observed degradation of the material, with the presence of presence of excavations and failures, but it was also observed that the fungus can strongly adhere to the polymer matrix, and procedure for removal was not be affective, a facts that leaves fungus remains inside the PET. Oscilations in thermal and mechanical properties of PET could be observed, another indication that the fungus L. edodes has potential for application in biodegradation process, and UV irradiation acts favorably to this process, finally are made suggestions aimed at improving biodegradation results and more specific knowledge of its processes. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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