Variation analysis of bacterial polyhydroxyalkanoates production using saturated and unsaturated hydrocarbons

ABSTRACT Polyhydroxyalkanoates (PHA) are efficient, renewable and environment friendly polymeric esters. These polymers are synthesized by a variety of microbes under stress conditions. This study was carried out to check the suitability of waste frying oil in comparison to other oils for economical bioplastic production. Six bacterial strains were isolated and identified as Bacillus cereus (KF270349), Klebsiella pneumoniae (KF270350), Bacillus subtilis (KF270351), Brevibacterium halotolerance (KF270352), Pseudomonas aeruginosa (KF270353), and Stenotrophomonas rhizoposid (KF270354) by ribotyping. All strains were PHA producers so were selected for PHA synthesis using four different carbon sources, i.e., waste frying oil, canola oil, diesel and glucose. Extraction of PHA was carried out using sodium hypochlorite method and maximum amount was detected after 72 h in all cases. P. aeruginosa led to maximum PHA production after 72 h at 37 °C and 100 rpm using waste frying oil that was 53.2% PHA in comparison with glucose 37.8% and cooking oil 34.4%. B. cereus produced 40% PHA using glucose as carbon source which was high when compared against other strains. A significantly lesser amount of PHA was recorded with diesel as a carbon source for all strains. Sharp Infrared peaks around 1740-1750 cm-1 were present in Fourier Transform Infrared spectra that correspond to exact position for PHA. The use of waste oils and production of poly-3hydroxybutyrate-co-3hydroxyvalerate (3HB-co-3HV) by strains used in this study is a good aspect to consider for future prospects as this type of polymer has better properties as compared to PHBs.

NiMo-sulfide supported on activated carbon to produce renewable diesel / NiMo-sulfuro soportado en carbón activado para producir diesel renovable / NiMo-sulfeto suportado em carvão ativado para produzir diesel renovável

Resumen Gracias a su débil polaridad y gran área superficial, los soportes de carbón activado tienen el potencial de aumentar la dispersión de los sulfuros metálicos. La ausencia de una interacción fuerte metal-soporte puede conducir a la formación de una fase Ni-Mo-S muy activa y estable. En este estudio se prepararon catalizadores por el método de co-impregnación, con diferentes cantidades de níquel y molibdeno y soportados sobre carbón activado comercial, y se caracterizaron por técnicas BET, XRF y SEM. Se evaluó su actividad catalítica para el hidroprocesamiento de aceite de Jatropha utilizando un reactor por lotes, y se determinó la composición de los productos líquidos y gaseosos. Los resultados mostraron que los productos gaseosos están compuestos principalmente de grandes cantidades de propano y pequeñas cantidades de otros hidrocarburos livianos (C1 a C5). Los hidrocarburos líquidos fueron principalmente una mezcla de n-parafinas de C15-C18 y de algunos compuestos oxigenados. Los catalizadores presentaron una fracción de masa de 3 % Ni, 15 % Mo (Ni3Mo15/AC) y mayor selectividad hacia hidrocarburos C17-C18, con una distribución de productos similar al catalizador Ni-Mo-S soportado en alúmina comercial.

Abstract Due to their weak polarity and large surface area, activated carbon supports have the potential to enhance the dispersion of metal-sulfides. It is expected that the absence of a strong metal-support interaction can result in the formation of a very active and stable Ni-Mo-S phase. In this study, catalysts with different amounts of nickel and molybdenum supported on a commercial activated carbon were prepared by a co-impregnation method and characterized by BET, XRF, and SEM techniques. The catalytic activity for hydroprocessing of Jatropha oil was evaluated in a batch reactor, and the composition of the liquid and gaseous products were determined. Results showed that gaseous products are mainly composed of high amounts of propane and small amounts of other light hydrocarbons (C1 to C5). Liquid hydrocarbon products consisted of a mixture containing mainly n-paraffins of C15-C18 and some oxygenated compounds. The catalysts with a mass fraction of 3 % Ni, 15 % Mo (Ni3Mo15/AC) presented the highest selectivity toward C17-C18 hydrocarbons, with a product distribution similar to a commercial alumina-supported Ni-Mo-S catalyst.

Resumo Devido a sua baixa polaridade e amplia área superficial, os suportes de carvão ativado possuem o potencial de aumentar a dispersão de sulfetos metálicos. A ausência de uma forte interação suporte-metal pode levar a formação de uma fase Ni-Mo-S muito ativa e estável. Neste estudo, foram preparados catalizadores com diferentes teores de níquel e molibdênio suportados em carvão ativado comercial por um método de co-impregnação e caracterizados pelas técnicas BET, XRF e SEM. A atividade catalítica foi avaliada para o hidroprocessamento do óleo de Jatropha em um reator por lotes, e se determinou a composição dos produtos líquidos e gasosos. Os resultados mostraram que os produtos gasosos são compostos principalmente por altos teores de propano e pequenos teores de outros hidrocarbonos leves (C1-C5). Os hidrocarbonos líquidos consistiram de uma mistura contendo principalmente n-parafinas de C15-C18 e alguns compostos oxigenados. Os catalizadores apresentaram uma fração de massa de 3 % Ni, 15 % Mo (Ni3Mo15/AC) e uma maior seletividade em relação aos hidrocarbonos C17-C18, com uma distribuição de produtos similar ao catalizador comercial Ni-Mo-S suportado em alumina.

Health, environmental, and economic costs from the use of a stabilized diesel/ethanol mixture in the city of São Paulo, Brazil

In Greater Metropolitan São Paulo, Brazil, fossil fuel combustion in the transportation system is a major cause of outdoor air pollution. Air quality improvement requires additional policies and technological upgrades in fuels and vehicle engines. The current study thus simulated the environmental and social impacts resulting from the use of a stabilized diesel/ethanol mixture in the bus and truck fleet in Greater Metropolitan São Paulo. The evaluation showed reductions in air pollutants, mainly PM10, which would help avert a number of disease events and deaths, as estimated through dose-response functions of epidemiological studies on respiratory and cardiovascular diseases. Valuation of the impacts using an environmental cost-benefit analysis considered operational installation, job generation, potential carbon credits, and health costs, with an overall positive balance of US$ 2.851 million. Adding the estimated qualitative benefits to the quantitative ones, the project's benefits far outweigh the measured costs. Greater Metropolitan São Paulo would benefit from any form of biodiesel use, producing environmental, health and socioeconomic gains, the three pillars of sustainability.

A poluição atmosférica na Região Metropolitana de São Paulo, Brasil, é devida principalmente à queima de combustíveis fósseis utilizados no sistema de transportes. A fim de melhorar a qualidade do ar, são necessárias políticas e melhorias tecnológicas em combustíveis e motores veiculares. Neste sentido, foi realizada uma avaliação dos impactos ambientais e sociais da mistura estabilizada do uso de diesel/etanol na frota de ônibus e caminhões na Região Metropolitana de São Paulo. Essa avaliação mostrou reduções nos poluentes atmosféricos, especialmente o MP10, o que contribuiu para um número de eventos de morbidade e mortalidade evitáveis estimados por meio de funções dose-resposta de estudos epidemiológicos em termos de doenças respiratórias e cardiovasculares. A valoração dos impactos representada através de uma análise custo-benefício ambiental resultou positiva em US$ 2,851 milhões. Adicionando-se a essa quantia os benefícios estimados em termos qualitativos, pode-se concluir que os benefícios sócio-econômicos do projeto superam os custos mensurados. A Região Metropolitana de São Paulo se beneficiará de qualquer tipo de biodiesel produzindo ganhos em termos ambientais, de saúde e de inclusão sócio-econômica, os três pilares da sustentabilidade.

Estudos laboratoriais para avaliação do potencial de contaminação de água e de solo por gasolina oxigenada / Laboratory studies to evaluation of the potential of groundwater and soil contamination by oxygenated gasoline

Em muitos países e principalmente no Brasil, compostos oxigenados tais como etanol e metil terta-butil-éter (MTBE) têm sido adicionados à gasolina em cerca de 26 por cento do seu volume para aumentar a octanagem do motor e diminuir a emissão de monóxido de carbono e os níveis de ozônio na atmosfera. O derramamento de tais gasolinas, referidas como gasolina oxigenada tem um efeito cosolvente, provocando um aumento da concentração dos hidrocarbonetos na água subterrânea. A taxa de dissolução em água da gasolina oxigenada, que é dependente das propriedades químicas dos compostos orgânicos, determinam o grau e a severidade de contaminação da água subterrânea nas vizinhanças do derramamento. O objetivo do trabalho foi analisar e quantificar o potencial de contaminação da água subterrânea e de solos arenosos residuais dos arenitos da Formação Botucatu por derramamento de gasolina oxigenada. As análises realizadas buscam fornecer dados para a modelagem numérica em casos envolvendo derramamento de gasolina. Ensaios de equilíbrio em lote e de dissolução em colunas foram realizados objetivando a determinação da concentração aquosa de hidrocarbonetos da gasolina em equilíbrio de fases e a avaliação do tempo estimado para total dissolução em água dos hidrocarbonetos da gasolina pura. Ambos os ensaios analisaram também o efeito cosolvente do etanol na mistura. Verificou-se a validade da lei de Raoult e do modelo log-linear na determinação da concentração aquosa da gasolina pura e oxigenada. Em colunas de solos não saturados avaliou-se a difusão na fase vapor dos compostos orgânicos da gasolina em função do tempo. Finalizando as análises, fez-se uma simulação numérica do transporte da gasolina em zonas não saturadas fazendo-se uso do programa R-UNSAT.

Laudo técnico estudo comparativo e análise dos riscos da mistura etanol, metanol e gasolina / Comparative study and analysis of risks of the ethanol, methanol and gasoline mixture

O presente trabalho tem como objetivo apontar os riscos a saúde e medidas de controle necessárias para a utilizaçäo da nova mistura combustível