Universidad Complutense de Madrid. Madrid (España)
14 de mayo de 2010
Resumen:
En este trabajo se estudia la desulfuración de dibenzotiofeno (DBT) en fase acuosa mediante la acción catalítica de células del microorganismo modificado genéticamente Pseudomonas putida CECT5279, siguiendo distintas formas de operación.
Se expone que la alta dependencia de los combustibles fósiles provoca emisiones significativas de óxidos de azufre, con efectos nocivos sobre la salud, los ecosistemas y los materiales. Aunque la tecnología de hidrodesulfuración (HDS) es la más usada para reducir el contenido de azufre en combustibles derivados del petróleo, exige condiciones intensas de operación, elevados costes, emisiones de CO2 y posibles pérdidas de calidad del producto.
El trabajo propone un sistema biológico de desulfuración como etapa complementaria a una HDS moderada, con el objetivo de eliminar eficientemente compuestos azufrados en fracciones ligeras del petróleo, reduciendo la inversión energética y manteniendo las propiedades del combustible.
La investigación utiliza Pseudomonas putida CECT5279 siguiendo procedimientos desarrollados previamente para conservar y obtener células con actividad desulfurante reproducible, así como para realizar ensayos normalizados de evaluación. Se desarrollan métodos para medir la actividad de las enzimas de la ruta 4S, responsables de convertir DBT en el compuesto libre de azufre HBP, y para cuantificar la enzima DszB a lo largo de la edad celular. Además, se optimiza el análisis de los compuestos intermedios de la ruta metabólica.
El estudio de las actividades de las enzimas DszA, DszB y DszC a lo largo de la edad celular permite seleccionar células especialmente eficientes para catalizar la ruta 4S. A partir de ello, se proponen varias formas de operación: emplear células en crecimiento, células en reposo de edades seleccionadas o combinaciones secuenciales o simultáneas de células de diferentes edades en condiciones de resting cells.
Para cada operación se definen criterios de comparación basados en la eliminación de sustrato, la producción de HBP y la biomasa utilizada, buscando la máxima conversión de DBT en el mínimo tiempo y con la menor cantidad de células.
Finalmente, se desarrolla un modelo cinético que describe la evolución de los cinco compuestos de la ruta 4S (DBT, DBTO, DBTO2, HBPS y HBP) utilizando células de distintas edades. Este modelo permite simular la desulfuración con combinaciones de biocatalizadores y predecir su comportamiento de manera aceptable.
Descriptores: Ingeniería y Tecnología Químicas
Palabras clave: Biodesulfuración microbiana; Pseudomonas putida CECT5279; Ruta metabólica 4S; Dibenzotiofeno (DBT); Modelización cinética de procesos biocatalíticos
Cita:
J. Calzada-Funes, "Desulfuración de dibenzotiofeno con "pseudomonas putida" CECT5279 : formas de operación", Tesis Doctoral, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, España, 2010.
