Resumo

Este estudo visa a utilização de glicerol como fonte de carbono e energía mediante processos bioeletroquímicos catalisados por Pseudomonas aeruginosa em uma célula a combustível microbiana (CCM) como uma alternativa de valorização do glicerol industrial proveniente de fabricação do biodiesel. A partir de estudo preliminares foi selecionada uma concentração de 20 g L^-1 para a produção de piocianina como mediador eletroquímico. As cepas ATCC 27853 e LBI da coleção do IQSC/USP foram cultivadas meio líquido king A (KA) e meio líquido king A modificado (KAM). As CCM consistiram em estruturas cilíndricas em acrílico com volume interno de 70 mL. Foi utilizado um catodo ao ar composto de Pt-Black 10% (p/p) em carbono Vulcan XC-72R e um anodo de tecido de grafite não tratado. Ambos dos eletrodos apresentaram 19,6 cm2 de área superficial. Fios de níquel em espiral foram utilizados com sistemas condutores. As células foram sanitizadas e mantidas sobre radiação UV por 30 minutos antes do seu uso. Experimentos de 120 h foram realizados a 25º C utilizando inóculos de 24 h. O acompanhamento das medidas foi realizado com multímetro digital com sistema de aquisição de dados. Parâmetros de crescimento microbiano, consumo de substrato e produção de piocianina foram igualmente avaliados. Devida à perda da capacidade de transporte de prótons através da membrana de nafion 117® utilizada, foi empregada em seu lugar uma ponte salina de solução tampão de fosfato (STF) em ágar de 5 cm 0,5 cm de DI . Os processos bioeletroquímicos mostraram valores de máximas intensidades de corrente (Ic) de 27,1 e 48,5 microA cm^-1 para os meios KA e KAM, respectivamente. A nova configuração da CCM e condições de cultura da CCM mostraram um aumento significativo da eficiência culômbica (EC, R= 1000 ohms) de 18% para 41% durante 120 h de processo. Em termos de produção de pigmento e sob a mesmas condições de cultura, as duas cepas avaliadas mostraram concentrações de piocianina similares, que se refletiram nos valores próximos de Ic e EC observados. Os resultados obtidos mostram que a geração de potencia nas CCM requer da maximização da conversão glicerol-piocianina e das velocidades de transporte de prótons através da redução das barreiras de transporte de massa e da resistência interna do sistema.