Estratégias eficazes e sustentáveis para a preservação de

5° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel
8º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel
Estratégias eficazes e sustentáveis para a preservação de biodiesel
Debora Fumie Takahashi, Especialista em Biocidas da Dow Microbial Control, unidade de negócios para biocidas
da Dow (dftakahashi@dow.com)
Palavras Chave: Biodiesel, contaminação microbiana, biocidas.
1 - Introdução
Combustíveis hidrocarbonetos como diesel,
gasolina e biodiesel são susceptíveis a contaminação por
uma variedade de microrganismos que utilizam
hidrocarbonetos bem como por organismos oportunistas
que pode sobreviver num ambiente criado pelos primeiros
colonizadores 1-3 . A presença de água nos sistemas de
armazenamento de combustíveis é essencial para o
crescimento de contaminação microbiana, e a degradação
do combustível pode gerar mais água. A água e
microrganismos podem ser introduzidos nos sistemas de
combustíveis e tanques de estocagem através de variadas
formas, e boas medidas de manutenção, drenagem da água,
e monitoramento frequente são tres importantes maneiras
de prevenir a contaminação microbiana.
Soluções práticas e efetivas são necessárias para assegurar
que o combustível esteja protegido contra a contaminação
microbiana, uma solução efetiva é aplicar um programa
apropriado de biocidas, além de uma boa manutenção e
monitoramento microbiano. Quando biocidas são utilizados
é essencial a seleção do ativo e dose adequados,
dependendo do tipo de combustível a ser tratado,
quantidade de água, nível de contaminação e tempo
disponível para o tratamento. Neste trabalho são
apresentados biocides selecionados para uma variedade de
concentrações de água e cenários de contaminação de um
biodiesel.
2 - Material e Métodos
Biocidas selecionados de diferentes classes
químicas foram avaliados quanto a eficácia em misturas de
biodiesel-água. Foram avaliados cloro metil
isotiazolinona/metil isotiazolinona (CMIT/MIT a 1,5% ai)
em concentrações de 100 a 400 ppm, nitro butil
morfolina/nitro trimetileno dimorfolina (NBM a 86% ai)
em concentrações de 125 a 1000 ppm e Glutaraldeído (GA
a 50% ai) em dosagens de 500 a 3000 ppm.
Teste de desafio de bacteria e fungos
O teste de preservação foi utilizado para a avaliação de
ação bactericida e fungicida de biocidas individuais e em
combinações de biocidas, dosados em amostras de
combustível. Os biocidas foram dosados em amostras de
biodiesel/água antes da inoculação de microrganismos. O
teste foi iniciado no dia 0 pela inoculação de amostras
preservadas e não preservadas (amostra controle) com
5x10 6 UFC/ml de Pseudomonas aeruginosa (ATCC 33988)
e 5x10 5 UFC/ml de espécie de fungos como Hormoconis
resinae (ATCC 20495) e Yarrowia tropicalis
(anteriormente chamado Candida tropicalis) (ATCC
18138) como descrito na ASTM E1259 intitulado Práticas
Padrão de Avaliação de Antimicrobianos em Combustíveis
Líquidos fervente abaixo 390 o C 4 . Cada amostra contendo
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uma taxa de 10:1 de combustível para água para simular a
pior condição de teste ou amostras contendo uma taxa de
200:1 de combustível a água para a condição de 0,5% de
água. Após a adição dos microorganismos as amostras
foram agitadas vigorosamente por 30 segundos. As
amostras foram incubadas a temperatura ambiente durante o
teste (aproximadamente 25 o C).
Amostras para a contagem de microorganismos viáveis
foram coletadas após 1, 4 e 24 horas da inoculação, e nos
dias 2, 7, 14, 21 e 28. As amostras foram removidas de cada
frasco através de um “swab” passando através de camada
de óleo para a camada de água. As amostras foram estriadas
em Triptic Soy Agar (TSA) e em Sabouraud Dextrose Agar
(SDA) para determinar quantidade de bactérias e fungos
respectivamente. As placas foram incubadas por 48 e 96
horas a 30 o C antes de serem avaliadas quanto ao nível de
contaminação.
Com o intuito de comparar a eficácia dos biocidas testados,
a quantidade relativa de microorganismos viáveis nas
amostras combustível:água tratados foram avaliadas usando
um semi-quantitativo sistemas de notas. Após o período de
incubação, as placas foram examinadas visualmente e as
colonias de viáveis contadas com o objetivo de enumerar de
0 a 4. Neste sistema de notas, 0 ou 1 indica nenhum ou
pouco microorganismo (300 colonias).
Neste estudo, notas de 0 a 1 foram considerados como
efetivos no controle dos microorganismos contaminantes.
3 - Resultados e Discussão
A eficácia dos biocides foram avaliados contra
bacteria, fungos e leveduras nos seguintes combustíveis –
Biodiesel 100% (B100) metil ester de soja (SME) com 10%
de água e biodiesel (B100) de metil ester de coco (CME)
com 0,5% de água. Os biocidas foram dosados nas
concentrações específicas, e a redução de microrganismos,
velocidade do efeito biocida e a duração do efeito para cada
biocida foi avaliado. Estudos preliminares foram
conduzidos para simular o pior caso de contaminação de
água de uma variedade de fontes, incluindo co-produtos
metabólicos de bactérias e fungos.
GA foi rapidamente efetivo contra bactéria, leveduras e
fungos com a completa descontaminação em 1 hora de
contato com 250 ppm para bactéria e leveduras e 1500 ppm
para fungos (Tabela 1A). CMIT/MIT foram eficazes dentro
de 24 horas contra bactéria e fungo a 3.0 ppm (Tabela 1B).
Contaminação por levedura e fungos não foram detectados
após 1 hora após a inoculação quando tratado com 6.0 ppm
CMIT/MIT.

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Tabela 1A. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de soja (SME) tratado com
Glutaraldeído (GA).
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
GA Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
1500 ppm Fungos 0 0 0 0 0 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
1000 ppm Fungos 1 1 0 0 0 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
500 Fungos 2 1 0 0 0 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
250 Fungos 4 2 2 2 4 4 4 4
Tabela 1B. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de soja (SME) tratado com
clorometil isotiazolinona/metil isotiazolinona (CMIT/MIT).
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
CMIT/MIT Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
6.0 Fungos 0 0 0 0 0 0 0 0
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
4.5 Fungos 1 0 0 0 0 0 0 0
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 2 0 0 0 0 0 0 0
3.0 Fungos 2 1 0 0 0 0 0 0
Tabela 1C. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de soja (SME) tratado com
morfolina/dimorfolina (NBM)
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
NBM Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 1 0 0 0 0 0 0
860 Fungos 4 4 2 2 2 2 2 2
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 0 0 0 0 0 0 0
645 Fungos 4 4 2 2 2 2 2 4
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 0 0 0 0 0 0 0
430 Fungos 4 4 2 2 2 2 2 4
A mistura morfolina/dimorfolina (NBM) foi eficaz contra
bactéria e leveduras em 24 horas a 430 ppm (Tabela 1C).
Significante decréscimo em contaminação de fungos
(99,9%) foi observado 24 horas após a inoculação e após o
tratamento com 860 ppm de NBM, e o nível de eficácia
contra fungos foi mantido por 28 dias que durou o teste
(Tabela 1C).
Amostras contendo metil ester de côco (CME) na presença
de 0,5% de água foram protegidas contra a degradação
microbiana por GA, CMIT/MIT e NBM. O tratamento com
GA foi efetivo contra a contaminação bacteriana e fúngica
dentro de 1 horas com 1500 ppm e dentro de 4 horas com
1000 ppm (Tabela 2A). Bactéria e levedura não foram
detectadas dentro de 1 horas com 250 ppm de GA.
CMIT/MIT foi efetivo contra bacteria e fungo após 24
horas com a dosagem de 4.5 ppm (Tabela 2B). O efeito de
NBM contra fungos foi significantemente melhor contra
fungos na presença de 0,5% de água e B100 CME (Tabela
2C). Em comparação com B100 SME 10% de água (Tabela
1C). Não foi detectado contaminação por fungos após 14
dias com o tratamento de 215 ppm de NBM. Bacteria e
levedura foram eliminadas após 48 horas com a dosagem de
215 ppm.
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16 a 19 DE ABRIL DE 2012
Tabela 2A. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de Côco (CME) tratado com
Glutaraldeído (GA).
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
GA Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
1500 ppmFungos
0 0 0 0 0 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
1000 ppmFungos
2 0 0 0 0 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
500 Fungos 2 2 2 2 2 0 0 0
Bacteria 0 0 0 0 0 0 0 0
Leveduras 0 0 0 0 0 0 0 0
250 Fungos 3 3 3 2 1 0 0 0
Tabela 2B. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de côco (CME) tratado com
clorometil isotiazolinona/metil isotiazolinona (CMIT/MIT).
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
CMIT/MIT Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 4 1 0 0 0 0 0 0
6.0 Fungos 4 4 0 0 0 0 0 0
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 4 1 0 0 0 0 0 0
4.5 Fungos 4 4 0 0 0 0 0 0
Bacteria 4 4 3 0 0 0 0 0
Leveduras 4 1 0 0 0 0 0 0
3.0 Fungos 4 4 1 0 0 0 0 0
Tabela 2C. Classificação de notas das placas de cultivo de
biodiesel B100 metil ester de côco (CME) tratado com
morfolina/dimorfolina (NBM).
Biocida ppm Organismo
Classificação em notas
1 hora 4 horas 24 horas 2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias
NBM Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 1 0 0 0 0 0 0
860 Fungos 4 4 2 2 2 2 2 2
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 0 0 0 0 0 0 0
645
Fungos 4 4 2 2 2 2 2 4
Bacteria 4 4 0 0 0 0 0 0
Leveduras 1 0 0 0 0 0 0 0
430 Fungos 4 4 2 2 2 2 2 4
Bacteria 4 3 2 0 0 0 0 0
Leveduras 4 4 0 0 0 0 0 0
215 Fungos 4 4 4 4 3 0 0 0
4 - Agradecimentos
Agradecimento a Seth Ridner por conduzir os
testes de laboratório e a a Beth Browne pelas análises e
dados apresentados neste trabalho. A Innospec Fuel
Specialties por prover as amostras de biodiesel CME e
SME.
5 - Bibliografia
1
Edmonds, P., and J. J. Cooney. 1967. Applied
Microbiology. 15:411-416.
2
Gaylarde, C. C., F. M. Bento, and J. Kelley. 1999.
Revista de Microbiologia. 30:01-10.
3
Hettige, G. E. G. and J. E. Sheridan. 1989.
International Biodeterioration. 25:299-309.
4
ASTM E1259-05 Standard Practice for Evaluation of
Antimicrobials in Liquid Fuels Boiling Below 390°C. West
Conshohocken, PA: ASTM, 2005.