{"id":104124,"date":"2010-07-10T00:00:00","date_gmt":"2010-07-10T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/biodesulfuracion-de-fracciones-petrola%c2%adferas-con-pseudomonas-putida-cect5279-optimizacion-del-proceso\/"},"modified":"2010-07-10T00:00:00","modified_gmt":"2010-07-10T00:00:00","slug":"biodesulfuracion-de-fracciones-petrola%c2%adferas-con-pseudomonas-putida-cect5279-optimizacion-del-proceso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/procesos-microbianos\/biodesulfuracion-de-fracciones-petrola%c2%adferas-con-pseudomonas-putida-cect5279-optimizacion-del-proceso\/","title":{"rendered":"Biodesulfuraci\u00f3n de fracciones petrol\u00edferas con pseudomonas putida cect5279: optimizaci\u00f3n del proceso"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Ra\u00fal Alonso Del \u00e1guila <\/strong><\/h2>\n<p>La normativa ambiental europea (dir. 2003\/17\/ce 2009) ha obligado a reducir el contenido de azufre en los combustibles f\u00f3siles a niveles inferiores a 10 ppm. Actualmente, el uso de m\u00e9todos fisicoqu\u00edmicos, como la hidrodesulfuraci\u00f3n en serie, permite alcanzar estos niveles, pero a un elevado coste, ya que son necesarias condiciones de trabajo muy severas. El tratamiento biol\u00f3gico de una fracci\u00f3n previamente hidrodesulfurada, reducir\u00eda los costes, ya que permitir\u00eda trabajar en unas condiciones de operaci\u00f3n m\u00e1s suaves. Los procesos de biodesulfuraci\u00f3n se basan en el empleo de microorganismos como biocatalizadores para eliminar de forma selectiva el azufre de los compuestos arom\u00e1ticos que los contienen. En este trabajo se ha utilizado un microorganismo gen\u00e9ticamente modificado, pseudomonas putida cect5279, al cual se le han clonado genes procedentes de e.Coli y r..Erythropolis igts8, confiri\u00e9ndole resistencia a la tetraciclina y la capacidad desulfurante. Esta bacteria es capaz de metabolizar los compuestos arom\u00e1ticos azufrados, tales como dibenzotiofeno (dbt) y sus derivados alquilados, dando lugar a la formaci\u00f3n del correspondiente compuesto libre de azufre, a trav\u00e9s de la ruta 4s, en la se produce una ruptura del enlace c-s sin alterar el anillo arom\u00e1tico del compuesto. En este trabajo se han estudiado en profundidad,  una serie de factores que son de gran relevancia de cara a la aplicaci\u00f3n industrial del proceso en utilizando c\u00e9lulas en parada de crecimiento (resting cell) en medio bif\u00e1sico.  en primer lugar, se llevo a cabo el estudio de la producci\u00f3n del microorganismo en biorreactor tipo air-lift, se optimizaron las condiciones de aireaci\u00f3n, obteni\u00e9ndose las c\u00e9lulas de m\u00e1xima capacidad desulfurante al cabo de 12 horas de crecimiento, siendo rendimientos de desulfuraci\u00f3n obtenidos aproximadamente el doble que los alcanzados en tanque agitado. Se llev\u00f3 a cabo la caracterizaci\u00f3n del consumo y transporte de ox\u00edgeno en estas condiciones de trabajo y se relacion\u00f3 con el desarrollo de la capacidad desulfurante.  por otra parte, debido a la necesidad de utilizar una elevada cantidad de c\u00e9lulas para el proceso de biodesulfuraci\u00f3n en resting cell en tanque agitado, se realiz\u00f3 el cambio de escala de la producci\u00f3n del biocatalizador, utilizando un tanque agitado de 15l.  El cambio de escala se ha basado en el mantenimiento del coeficiente volum\u00e9trico de transferencia de ox\u00edgeno, para lo que fue necesario realizar un estudio previo de las condiciones de  agitaci\u00f3n y aireaci\u00f3n en el tanque. Se realiz\u00f3 de forma satisfactoria el cambio de escala, consigui\u00e9ndose una elevada cantidad de c\u00e9lulas sin p\u00e9rdida de la capacidad desulfurante, en comparaci\u00f3n con el protocolo ya existente a escala de tanque agitado de 2l.  en una segunda fase del trabajo, se llev\u00f3 a cabo el estudio cin\u00e9tico de degradaci\u00f3n decompuestos modelo como dbt y sus derivados alquilados (4mdbt, 4,6dmdbt y 4,6dedbt), en distintas condiciones de trabajo: medio acuoso y bif\u00e1sico, as\u00ed como en distintas escalas de trabajo: agitador orbital y tanque agitado de 2l, siempre en condiciones de resting cell. Los ensayos se realizaron utilizando los distintos compuestos de manera individual y mezclados. En todos los ensayos, se pudo observar como los compuestos de menor grado de alquilaci\u00f3n obten\u00edan mayores velocidades de degradaci\u00f3n y mayor rendimiento de conversi\u00f3n, independientemente de la escala y medio de reacci\u00f3n empleado. Por otro lado, se lleg\u00f3 a la conclusi\u00f3n de que las mezclas de compuestos cx-dbt, dificultaban el proceso de biodesulfuraci\u00f3n, reduciendo as\u00ed su velocidad de degradaci\u00f3n y el rendimiento de conversi\u00f3n de estos compuestos. Una vez estudiado el proceso de biodesulfuraci\u00f3n para las muestras modelo, se llev\u00f3 a cabo el estudio cin\u00e9tico de degradaci\u00f3n de una muestra real de hidrodesulfurado, cedida por la empresa repsol-ypf. Previamente, fue necesario identificar y cuantificar los compuestos m\u00e1s abundantes: dbt, 4mdbt y 4,6dmdbt, utiliz\u00e1ndose los patrones externos disponibles comercialmente. Se observ\u00f3 que  la degradaci\u00f3n de estos compuestos segu\u00eda la misma tendencia que en el caso de las muestras modelo, de modo que se observaba una mayor degradaci\u00f3n para los compuestos de menor grado de degradaci\u00f3n, obteni\u00e9ndose los mayores rendimientos de conversi\u00f3n para dbt, siendo este el compuesto m\u00e1s abundante, y por tanto, elimin\u00e1ndose de forma satisfactoria este tipo de compuestos.  en otra fase del trabajo, se abord\u00f3 el problema de la baja velocidad del proceso de biodesulfuraci\u00f3n, en la cual se estudiaron los factores m\u00e1s importantes que limitaban dicho proceso en fase org\u00e1nica. En primer lugar se abordaron los problemas de la baja solubilidad de los compuestos cx-dbt y su transporte desde la fase org\u00e1nica hasta la fase acuosa con la adici\u00f3n de surfactantes de distinta naturaleza (tween 85, tween 20, sds, trit\u00f3n x-100) y codisolventes (etanol) , as\u00ed como la optimizaci\u00f3n de su dosis. El efecto combinado de tween 85 y etanol como codisolvente, permitieron obtener los mejores resultados de desulfuraci\u00f3n.   posteriormente, se estudi\u00f3 el efecto de la adici\u00f3n de una segunda fuente de carbono en el medio de reacci\u00f3n, ya que se pensaba que esta pod\u00eda ser incorporada al ciclo de krebs y generar equivalentes reducidos, que posteriormente ser\u00edan incorporados a la ruta 4s, de modo a reactivar el mecanismo enzim\u00e1tico, mejor\u00e1ndose as\u00ed los rendimientos de biodesulfuraci\u00f3n. Se realizaron distintos ensayos utilizando como sustratos, dbt, dbto y dbto2, en condiciones acuosas de resting cell a\u00f1adiendo como fuentes de carbono, piruvato, citrato y succinato, obteni\u00e9ndose los mejores resultados en con la adici\u00f3n de 5 g\/l de piruvato. Por otro lado, se estudi\u00f3 la reutilizaci\u00f3n del microorganismo en el proceso de biodesulfuraci\u00f3n de dbt, dbto y dbto2 en condiciones de resting cell en medio acuoso, sometiendo al microorganismo a tres ciclos de reacci\u00f3n. En dichos ensayos, se mantuvo la concentraci\u00f3n de biomasa, la cual era recuperada entre ciclo y ciclo por centrifugaci\u00f3n, y siendo resuspendida posteriormente en medio de reacci\u00f3n fresco. En estos ensayos se observ\u00f3 una p\u00e9rdida de actividad desulfurante al aumentar el n\u00famero de ciclos, la cual estar\u00eda provocada por las continuas etapas de centrifugaci\u00f3n, sometiendo al microorganismo a un estr\u00e9s. La reutilizaci\u00f3n no puede llevarse en condiciones bif\u00e1sicas, debido a la elevada toxicidad de la fase org\u00e1nica. finalmente, se realiz\u00f3 la caracterizaci\u00f3n del consumo y transporte de ox\u00edgeno del microorganismo en condiciones de resting cell en medio bif\u00e1sico del proceso de biodesulfuraci\u00f3n de dbt, el cual fue necesario realizarlo en tanque agitado de 2l, debido a que a que en esta escala es posible monitorizar la evoluci\u00f3n de ox\u00edgeno con el correspondiente sensor. En este ensayo se determin\u00f3 que los requerimientos de ox\u00edgeno necesarios para llevar a cabo los procesos de mantenimiento y biodesulfuraci\u00f3n eran muy bajos, por lo que el ox\u00edgeno no iba a ser un factor limitante en el proceso de biodesulfuraci\u00f3n. En cambio, si se observ\u00f3 una relaci\u00f3n entre el suministro de caudal de aire y el rendimiento de biodesulfuraci\u00f3n, obteni\u00e9ndose los mejores rendimientos de desulfuraci\u00f3n con un caudal de aire de 1l\/l min.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Biodesulfuraci\u00f3n de fracciones petrol\u00edferas con pseudomonas putida cect5279: optimizaci\u00f3n del proceso<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Biodesulfuraci\u00f3n de fracciones petrol\u00edferas con pseudomonas putida cect5279: optimizaci\u00f3n del proceso <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Ra\u00fal Alonso Del \u00e1guila <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Alcal\u00e1<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 07\/10\/2010<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Eloy Garc\u00eda Calvo<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: f\u00e9lix Garc\u00eda-ochoa soria <\/li>\n<li>victoria eugenia Santos  mazorra (vocal)<\/li>\n<li>montserrat Tobajas vizca\u00edno (vocal)<\/li>\n<li>Jos\u00e9 Luis Garcia lopez (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Ra\u00fal Alonso Del \u00e1guila La normativa ambiental europea (dir. 2003\/17\/ce 2009) ha obligado a reducir el contenido 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