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- Biosynthesis of antioxidant xanthan gum by Xanthomonas campestris using substrates added with moist olive pomacePublication . Crugeira, Pedro Jorge Louro; Almeida, Heloísa H.S.; Marcet, Ismael; Rendueles, Manuel; Pires, Marcella Golini; Rafael, Helder Martins; Rodrigues, Ana Isabel G.; Santamaria-Echart, Arantzazu; Rafael, Helder; Barreiro, M.F.; Golini Pires, MarcellaMoist olive pomace (MOP) is a high moisture content by-product of the olive oil industry. Managing this recalcitrant residue (transport, storage, and drying) is a priority demanding investment in finding alternative valorisation routes. In this context, the biosynthesis of xanthan gum (XG) incorporating MOP in the substrate (0.0 %, 5.0 %, 10.0 %, 15.0 %, 20.0 %, 25.0 %, 30.0 % and 50.0 %) to induce bacterial stress was attempted. XG biosynthesis yield was quantified, and the product was characterised by structural analysis (FTIR), thermal behaviour (TG), rheology and antioxidant capacity. Relative to the control (sample with no added MOP), a significant increase in XG biosynthesis was found for concentrations up to 30.0 % MOP. In particular, for XG produced with 15 % MOP, a 50.91 % (p < 0.0001) increase was achieved, together with 395.78 % for viscosity. In general, XG produced with MOP presence showed antioxidant activity, a value-added property, especially for applications in the food, pharmaceutical and cosmetic areas. The results indicated that the stress imposed by the MOP induced a microbial response leading to XG production increase, structural and viscosity modifications, and antioxidant properties incorporation. Overall, this work points out a new MOP application contributing to the sustainability of the olive oil productive chain from a biobased circular economy perspective.
- Patente Nacional Nº 118006 - Método de produção de goma xantana com bagaço húmido da azeitona e aumento do biopolímero produzidoPublication . Crugeira, Pedro Jorge Louro; Barreiro, M.F.; Almeida, Heloísa Helena Scorsato de; Pires, Marcella Golini; Rafael, Helder Martins; Golini Pires, MarcellaO presente invento refere-se a um processo de produção de goma xantana, a partir da cepa de Xanthomonas campestris atcc 33913, com o uso do bagaço húmido da azeitona, proveniente da extração do azeite em sistema contínuo de duas fases. O método utiliza o bagaço húmido de azeitona pasteurizado até uma concentração de 45% suplementado com 2,0% de sacarose para meio de produção. Os polifenóis, poliálcoois e ácidos orgânicos existentes no resíduo induzem o estresse microbiano e consequente aumento da produção do exopolissacarídeo, como resposta à adaptabilidade celular e proteção às condições desfavoráveis. O dissacarídeo funciona como fonte de carbono, conseguindo-se uma relação aproximada de carbono/nitrogénio de 10:1, favorável a produção. A reutilização do bagaço húmido, resíduo recalcitrante, insere-se no processo sustentável e de inclusão no sistema de economia circular, reduzindo o custo do bioprocesso. O presente invento é aplicável, por exemplo, nas indústrias alimentares, farmacêuticas, agrícolas e petrolíferas.
- Fixed bed adsorption of CO2, CH4, and N2 and their mixtures in potassium-exchanged binder-free beads of Y zeolitePublication . Aly, Ezzeldin; Zafanelli, Lucas F.A.S.; Henrique, Adriano; Pires, Marcella Golini; Rodrigues, Alírio; Gleichmann, Kristin; Silva, José A.C.; Golini Pires, MarcellaThe adsorption of carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrogen (N2) has been studied on potassium-exchanged (95%) binder-free beads of Y zeolite through single, binary, and ternary fixed bed breakthrough experiments, covering the temperature range between 313 and 423 K and a pressure of up to 350 kPa. At 313 K and 350 kPa, the single-component data obtained showed that the amounts adsorbed of CO2, CH4, and N2 are around 6.42, 1.45, and 0.671 mol kg-1, respectively. The binary experiments CO2/N2 carried out under typical post-combustion conditions show a selectivity of CO2 over N2 around 104. The ternary experiments resulted in the selectivities of CO2 over CH4 and N2 around 19 and 45, respectively. The adsorption equilibrium data have been modeled by the dual-site Langmuir model, and the breakthrough experiments were numerically simulated with a suitable dynamic fixed bed adsorption model. The model predicts with good accuracy the systematic behavior of all breakthrough experiments. The results shown in the present work prove that the potassium-exchanged binder-free beads of Y zeolite enhance the amount adsorbed of CO2 at low partial pressure over other alkali metal-exchanged faujasites and efficiently separate it from binary (CO2/N2) and ternary (CO2/CH4/N2) mixtures by fixed bed adsorption.
- Adsorção de dióxido de carbono em zeolita NaY "binder-free"Publication . Pires, Marcella Golini; Golini Pires, Marcella; Silva, José A.S.Diante do cenário de grande desenvolvimento da industrialização mundial nas últimas décadas e as consequências geradas por tal fato, sendo observadas atualmente pelo aumento significativo da concentração de dióxido de carbono (CO2) e outros gases de efeito estufa na atmosfera, que são bastante prejudiciais ao meio ambiente, tem ocorrido a mobilização de empresas, as quais vem investindo fortemente em pesquisas e alternativas capazes de capturar e armazenar o CO2 e também a sua separação de correntes contendo N2 e H2. Uma das possibilidades encontradas mais viáveis, do ponto de vista do baixo custo de energia empregado e do baixo custo econômico envolvido, tem sido utilizar processos de adsorção em zeólitas binder-free comerciais. A permuta iônica em zeólitas é bastante importante pois permite aumentar a eficiência dos processos de adsorção com zeólitas, através de alterações no equilíbrio e cinética de adsorção de vários compostos, como o CO2, e a sua seletividade de separação de uma forma energeticamente eficiente. Nesse aspecto, o presente trabalho foi dedicado a estudar a zeólita NaY binder-free comercial para a captura do CO2, utilizando o processo de adsorção, em que foram realizados estudos do equilíbrio de adsorção por cromatografia gasosa através de curvas de ruptura, em leito fixo, para componente único puro CO2, a fim de obter suas isotérmicas de adsorção nas temperaturas de 313, 333 e 353 K, com pressões parciais na faixa entre 0,1 e 3,5 bar. Os resultados experimentais mostraram que as maiores capacidades de adsorção de CO2 pela zeólita NaY binder-free comercial foram obtidas a 3,5 bar, sendo a carga de CO2 a 313 K igual a 6,52 mol/Kg. Enquanto que, à mesma pressão, a carga de CO2 a 333 K é igual a 5,85 mol/Kg e a 353 K é igual a 5,15 mol/Kg. Os dados de equilíbrio de adsorção foram melhor ajustados e representados pelo modelo Dual-Site Langmuir, uma vez que apresentou um valor de coeficiente de determinação R2=0,9996, capacidade de adsorção total igual a 7,12 mol/Kg e entalpia de adsorção Δ𝐻𝑎𝑑𝑠 variando entre -29,21 KJ/mol e -51,71 KJ/mol.