Em bioprocessos, cultivo em estado sólido (CES) pode ser definido como o cultivo envolvendo sólidos insolúveis na ausência, ou quase, de água livre. Desta forma, o CES se distingue dos cultivos submersos (CSm), nos quais os substratos e microrganismos encontram-se dissolvidos ou suspensos em grande quantidade de água. Muitos aspectos importantes de engenharia de processo ainda precisam ser desenvolvidos em CES, como a quantificação de biomassa, a cinética de reações e as transferências de massa e energia. Neste trabalho, estudou-se um processo de cultivo em estado sólido em biorreator de tambor agitado utilizando um resíduo industrial fibroso de soja (RIFS) como substrato para o crescimento da bactéria Bacillus circulans BL53. Inicialmente, foram realizados testes de mistura utilizando corantes alimentícios para avaliar a eficiência da homogeneização promovida pelas pás agitadoras. O teste utilizando corantes espelha-se em outros encontrados na literatura, porém o substrato aqui utilizado tem natureza pastosa, contra os de natureza particulada de outros trabalhos. Concluiu-se que a homogeneização é satisfatória. Foi realizada a estimação da biomassa no cultivo através da taxa de produção de CO2, analisado por cromatografia gasosa. Com o uso de um modelo de correlação, obteve-se bons resultados para as primeiras horas de cultivo, porém os erros de estimação tornaram-se muito grandes após 20 horas de cultivo. Este é um resultado comum também em outros trabalhos semelhantes encontrados, já que o erro da estimação é cumulativo, e o único parâmetro monitorado (produção de CO2) pode falhar na detecção de mudanças do metabolismo microbiano. Além disso, foi desenvolvido um modelo cinético, que relaciona as concentrações de biomassa, açúcares redutores totais e acetato, além da produção de CO2, no cultivo. O acetato é um produto metabólico com efeito bactericida. Por conseqüência deste efeito, houve queda na contagem de células viáveis após aproximadamente 15 horas de cultivo. No geral, houve boa correlação com dados experimentais, porém outros desenvolvimentos são necessários para aprimorar o modelo. A produção de CO2, por exemplo, não foi bem descrita pelo modelo. A inclusão de medições de consumo de oxigênio, uma estequiometria de reação definida e balanços de massa e energia podem trazer melhorias significativas às predições e à aplicabilidade do modelo. / Solid state cultivations (SSC) may be defined as the cultivation involving insoluble solids in the absence, or near absence, of free water. Therefore, SSC is distinguished from submerged cultivations (SmC), where substrates and microrganisms are dissolved or suspended in large quantities of water. Many important engineering aspects of SSC are still to be developed, like biomass quantification, reaction kinetics, mass and energy transfers. This work dealt with a solid state cultivation process carried out in an agitated drum bioreactor, using an industrial fibre soybean residue (IFSR) as substrate for the growth of the bacterium Bacillus circulans BL53. Mixing tests were carried out in order to evaluate the efficiency of the homogeneization promoted by the mixing paddles. Common food grade dyes were used in these experiments, similary to other works in the literature. However, the viscous nature of ISFR greatly differs from the particulates used in other works. Homogeneization was concluded to be satisfactory. Biomass was estimated through the CO2 production rate, which was determined by gas chromatography. Using a correlation model, good results were obtained for the first hours of the cultivation, but the estimation errors became too large after 20 hours. This is a common result also in other works, since the estimation error is cumulative, and the only monitored parameter (CO2 production) may fail the detection of metabolic changes of the microrga nism. A kinetic model of the process was also developed, relating biomass, total reducing sugars and acetate concentrations, in addition to CO2 production. Acetate is a metabolic product which has bactericidal effect. As a consequence, viable cell count dropped after approximately 15 hours cultivation. A general good correlation with experimental data was obtained, but the model may be further improved. For example, the model was unable to describe the CO2 production satisfactory. The inclusion of oxygen up take measurements, a defined reaction stoichiometry, together with mass and energy balances may significantly improve model predictions and applicability.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-18T18:24:45Z No. of bitstreams: 1 2018_GeraldoCesarZambrzycki.pdf: 2492469 bytes, checksum: ec726d0ff83596691c19bf4dab33ed6b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-18T18:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_GeraldoCesarZambrzycki.pdf: 2492469 bytes, checksum: ec726d0ff83596691c19bf4dab33ed6b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T18:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_GeraldoCesarZambrzycki.pdf: 2492469 bytes, checksum: ec726d0ff83596691c19bf4dab33ed6b (MD5) Previous issue date: 2018-10-18 / A energia é um insumo de uso generalizado na economia mundial. Assim, a sua indisponibilidade pode produzir efeitos econômicos adversos de longo prazo. A carência relativa à disponibilidade de energia pode ser proveniente da falta de planejamento e investimento direcionados ao setor e, em um futuro próximo, da dificuldade em obter novas fontes renováveis de energia. A biomassa é uma das fontes de energia renovável facilmente disponível, que podem ser convertidas em algumas formas úteis de energia através de diferentes processos; entre eles, a tecnologia da combustão é um método particularmente eficiente. A utilização de resíduos florestais e agrícolas para a produção de energia apresenta múltiplos benefícios, mas a ligação entre a bioenergia e o ambiente é complexa e nem todas as opções energéticas têm os mesmos impactos. No Brasil, se tem disponível uma grande quantidade de biomassas que podem ser alternativas para produção de combustíveis, porém, a sua caracterização deve ser baseada em seu uso e apresentar elementos que auxiliem na compreensão das propriedades determinantes, inerentes a cada biomassa. Portanto, o objetivo principal deste estudo foi o de determinar a produtividade energética dos resíduos agroflorestais do cerrado, da cultura do milho, da eucaliptocultura, do capim Tanzânia e da bananicultura, para produção de energia através do ciclo de Rankine. Foram realizadas análises físico-químicas das matérias-primas in natura e pastilhada, principalmente para avaliar o poder calorífico das amostras, sendo as análises realizadas de acordo com as normas da ABNT. Os resultados das análises foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (significância de 5 %). Dessa forma, os resultados pesquisados evidenciaram que a biomassa residual da eucaliptocultura apresentou a melhor produtividade energética (21,95 GJ ha-1), quando comparado com as demais matérias-primas estudadas. / Energy is an input of widespread use in the world economy. Thus, their unavailability can produce long-term adverse economic effects. The lack of energy availability can be derived from the shortage of planning and investment aimed at the sector and, in the near future, the difficulty in obtaining new renewable energy sources. Biomass is one of the easily available renewable energy sources, which can be converted into some useful forms of energy through different processes; among them, combustion technology is a particularly efficient method. The use of forest and agricultural waste for energy production presents multiple benefits, but the link between bioenergy and the environment is complex and not all energy options have the same impacts. In Brazil, a large number of biomasses are available which may be alternatives to fuel production, but their characterization must be based on their use and present elements that assist in understanding the determining properties, inherent in each biomass. Therefore, the main objective of this study was to determine the energy productivity of the agroforestry residues of the cerrado, the maize culture, the Eucalyptus culture, the Tanzania grass and the banana culture, for energy production through the Rankine cycle. Physico-chemical analyses of raw materials in Natura and lozenges were carried out, mainly to evaluate the calorific value of the samples, and the analyses carried out according to ABNT standards. The results of the analysis were submitted to the analysis of variance and the averages were compared by the Tukey test (significance of 5%). Thus, the results researched showed that the residual biomass of Eucaliptocultura presented the best energy productivity (21.95 GJ ha-1), when compared with the other raw materials studied.

ALVES, Antônio Willame da Silva. Técnicas de maricultura da macroalga vermelha Gracilaria birdiae na praia de Flecheiras, Trairi/Ce: efeito de parâmetros ambientais e climáticos sobre a produção de biomassa e extração de ágar. 2016. 63 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-04-24T20:03:01Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_awsalves.pdf: 1327556 bytes, checksum: d36c53185590d4f3573f395bc4a671c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-26T18:41:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_awsalves.pdf: 1327556 bytes, checksum: d36c53185590d4f3573f395bc4a671c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T18:41:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_awsalves.pdf: 1327556 bytes, checksum: d36c53185590d4f3573f395bc4a671c1 (MD5) Previous issue date: 2016 / The red seaweed Gracilaria birdiae, abundant in Ceará, produce, among other polysaccharides, agar, a ficocolóide of great commercial importance because of its thickening properties, stabilizers and gelling agents. The aim of this study was to evaluate the effect of the climatic and environmental parameters in Flecheiras Beach –Trairi, through the dry and rainy season on the production yield of the biomass of G. birdiae, using conventional Long Line (LL) and Long Line with tubular net (RT) and on the yield of agar extraction from cultured seaweed. The LL technique consisted of 4 modules of 10 mm twisted polystyrene rope and the RT was composed of 4 modules of 0.7 mm nylon tubular net and 7 cm internodes, both of which were kept anchored and suspended on the surface of the column Water by buoys. The initial biomass of G.birdiae used in each module was 1.2 kg. The biomass yield (RB), the Daily Growth Rate (TCD) of the seaweed, the environmental parameters (pH, salinity, N-NH3 / NH4 +, N-NO2-, N-NO3- and PO43-) and the yield of agar were evaluated during the dry seasons (July to December) and rainy (January to June) in periods of cultivation of 30 and 45 days. The climatic parameters (cumulative precipitation and mean wind velocity) of the culture site were supplied monthly by FUNCEME. The highest RB were obtained in the dry season, reaching 0.85 kg m-1 for RT in 45 days of cultivation, as well as the highest TCDs, with a maximum of 5% day-1, despite the high wind speeds observed for this season. The lowest RB and TCD were observed in the rainy season (0.16 kg m-1 and 0.6% day-1 for RT45 respectively). The yields agar extraction of the cultivated seaweed varied between 11 and 20%, but without significant difference, as well as the values of environmental parameters (pH, N-NO3-, PO43-) between dry and rainy seasons. N-NH3 / NH4 + was detected only in the rainy season. Therefore, Flecheiras Beach, Trairi-Ce presented as a potential site for the cultivation of G. birdiae through the LL and RT techniques, reaching commercially viable high RB and TCD, but such indices were significantly influenced by the dry and Rainy season, and alterations and adaptations of the crop structures are necessary to the climatic conditions presented by each season of the year aiming to optimize the production of algal biomass. / A alga marinha vermelha Gracilaria birdiae é abundante no litoral cearense e biossintetiza, dentre outros polissacarídeos, o ágar, um ficocolóide de grande importância industrial devido às suas propriedades espessantes, estabilizantes e gelificantes. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito dos parâmetros climáticos e ambientais das estações seca e chuvosa da Praia de Flecheiras-Trairi/CE sobre o rendimento de produção da macroalga agarófita G. birdiae, através das técnicas de Long Line convencional (LL) e Long Line com rede tubular (RT) e sobre o rendimento da extração de ágar das algas cultivadas. A técnica LL foi constituída por 4 módulos de corda de poliestileno torcida de 10 mm e a RT foi composta por 4 módulos de rede tubular de nylon de 0,7 mm e espaço entrenós de 7 cm, ambas mantidas ancoradas e suspensas na superfície da coluna d´agua por boias. A biomassa inicial de G.birdiae utilizada em cada módulo foi de 1,2 kg. O rendimento de biomassa (RB), a Taxa de Crescimento Diário (TCD) da alga, os parâmetros ambientais (pH, salinidade, N-NH3/NH4+, N-NO2-, N-NO3- e PO43-) e o rendimento de ágar da alga cultivada foram avaliados durante as estações seca (julho a dezembro) e chuvosa (janeiro a junho) em períodos de cultivo de 30 e 45 dias. Os parâmetros climáticos (precipitação acumulada e velocidade média dos ventos) do sítio de cultivo foram fornecidos mensalmente pela FUNCEME. Os maiores RB foram obtidos na estação seca, alcançando 0,85 Kg m-1 para RT em 45 dias de cultivo, assim como as maiores TCDs, com máxima de 5% dia-1, apesar das altas velocidades dos ventos observadas para essa estação. Já os menores RB e TCD foram observados na estação chuvosa (0,16 Kg m-1 e 0,6% dia-1 para RT45 respectivamente). Os rendimentos de extração de ágar (AGb) das algas cultivadas variaram entre 11 e 20%, porém sem diferença significativa, assim como os valores dos parâmetros ambientais (pH, N-NO3-, PO43-) entre as estações seca e chuvosa. N-NH3/NH4+ foi detectada apenas na estação chuvosa. Portanto, a Praia de Flecheiras, Trairi-Ce se apresentou como um sítio potencial para o cultivo de G. birdiae através das técnicas LL e RT, alcançando altos RB e TCD, viáveis comercialmente, porém, tais índices sofreram influência significativa das estações seca e chuvosa, sendo necessárias alterações e adequações das estruturas de cultivo às condições climáticas apresentadas por cada estação do ano visando otimizar a produção de biomassa algácea.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-29T12:19:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 873335 bytes, checksum: 4598fa3fe932f9c2ddc440fd2517c66b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-29T12:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 873335 bytes, checksum: 4598fa3fe932f9c2ddc440fd2517c66b (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A diversidade de acessos dentro de uma mesma espécie tem sido relatada como uma forma alternativa de procurar respostas fisiológicas e metabólicas que podem ter grandes efeitos na regulação do crescimento e produção de biomassa. Este trabalho teve como objetivo investigar características fisiológicas e metabólicas assim como suas interações com o crescimento e a produção de frutos em 49 acessos brasileiros de pimenta (Capsicum chinense) geneticamente diversos. Estes diferentes acessos foram cultivados simultaneamente e, assim, grande variação genética foi observado para muitas características. Embora a análise de cada variável individualmente permitiu a formação de até sete grupos distintos através do teste Scott-Knott modificado, como observado para altura de planta, usando o conjunto de dados através de análises multivariadas foi possível separar os 49 acessos em apenas três clusters. Interessantemente os grupos formados por estas análises não seguiram a distribuição geográfica de origem dos genótipos. O primeiro cluster contém dois acessos com os menores valores para altura de planta e taxa de crescimento relativo (TCR). Por outro lado, os mesmos acessos tiveram a maior área foliar específica (AFE), altas taxas de fotossíntese e os maiores conteúdos de nitrato (NO 3 ). Os genótipos do segundo cluster demonstraram comportamento oposto para os parâmetros de crescimento e NO 3 , porém apresentaram padrão indefinido para os parâmetros de trocas gasosas e eficiência do uso da água (EUA), apesar de apresentarem baixos valores de AFE. O terceiro cluster compreende os demais acessos com os mais diversos resultados para as características aqui investigadas. Tomados em conjunto, estes resultados reforçam a idéia de que, embora os acessos pertençam a mesma espécie, eles apresentam mecanismos de adaptação diversos sendo, portanto, uma fonte muito interessante de informações para melhoramento de plantas. Além disso, demonstrou-se que o estabelecimento dos frutos está positivamente correlacionado com fotossíntese. No entanto, a fotossíntese por si só não explica as diferenças em relação ao abortamento de frutos. Análises metabólicas revelaram que malato e fumarato apresentam respostas diferentes em Capsicum. Embora fumarato não tenha contribuido individualmente para a separação de grupos, um grande número de correlações significativas foram observadas. Em suma, dados aqui apresentados sugerem fumarato como um importante metabólito possivelmente envolvido na regulação do crescimento e desenvolvimento da parte aérea e dos frutos em C. chinense. Além de estender nossos conhecimentos sobre mecanismos e vias biológicas no gênero Capsicum o trabalho aqui apresentado destaca a importância de se estudar a variação genética como um meio para entender como a espécie se adapta a diferentes ambientes. / Diversity of accessions within the same specie has been reported as an alternative way to search for physiological and metabolic traits that may have large effects on both growth regulation and biomass production. This work aimed to investigate physiological and metabolic traits as well as its interactions with plant growth and fruit production using 49 genetically diverse brazilian pepper accessions of Capsicum chinense. These different accessions were grown together and genetic variation was observed for many traits. Although the analysis of each variable individually allowed the formation of up to seven distinct groups, as observed for plant height, working with the whole data set by multivariate analyzes allowed the separation of the 49 accessions in only three clusters. Interestingly, the groups formed by this analysis did not follow the geographical origin of the genotypes. The first cluster contains two accessions with lower plant height and relative growth rate (RGR). On the other hand, the same accessions had the highest specific leaf area (SLA), high photosynthesis rates and have the highest nitrate (NO 3 ) content. Genotypes in the second cluster demonstrate opposite behavior for growth parameters and NO 3, however they had an undefined pattern for gas exchange parameters and water use efficiency (WUE), despite having low values of SLA. The third cluster comprised the other accessions with the most diverse results for the investigated characteristics. Altogether, these results reinforce the idea that, although the accessions belong to the same species, they have diverse adaptation mechanisms being a highly interesting source of information for plant breeders. In addition, it was demonstrated that fruit set is positively correlated with photosynthesis. However, photosynthesis does not explain alone the differences in accession susceptibility to fruit abortion. Metabolite analysis revealed that malate and fumarate had different responses in Capsicum. Although fumarate did not individually contribute to the accession group separation, a large number of significant correlations was observed. In summary the results obtained suggest fumarate as an important metabolite that might be involved in the regulation of both shoot and fruit growth and development of C. chinense. Apart from extending our knowledge of biological mechanism and pathways within the Capsicum genus the work presented here highlights the importance of studying genetic variation as a mean to understand how a specie adapts to different local environments. / Dissertação enviada pela secretaria do curso por e-mail, em 28-03-17

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-19T19:07:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2647695 bytes, checksum: 4f1d9eb8d3d631bedf0871b72c94344e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T19:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2647695 bytes, checksum: 4f1d9eb8d3d631bedf0871b72c94344e (MD5) Previous issue date: 2000-11-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve por objetivos modelar, para diferentes regiões do Brasil, a produção e o conteúdo de nutrientes na biomassa de eucalipto, avaliar o efeito de algumas características climáticas em tais predições e avaliar o impacto da intensidade de colheita na exportação de N, P, K, Ca e Mg. Utilizou- se o banco de dados do Programa de Pesquisa em Solos e Nutrição de Eucalipto do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, o qual reúne, desde 1980, informações sobre biomassa e nutrientes em plantações de eucalipto em várias condições edáficas e climáticas do Brasil. Utilizaram-se dados coletados em 20 regiões, nos Estados do Pará, Espírito Santo, Minas Gerais, São Paulo e Rio Grande do Sul, os quais foram analisados como um grande experimento. Foram desenvolvidos dois modelos, um para produção de biomassa e outro para o conteúdo e a alocação de nutrientes. O uso de características climáticas nos modelos foi importante para diferenciar a produção de biomassa e o conteúdo de nutrientes entre regiões. Houve variação na produção de biomassa entre regiões, sendo a maior produtividade três vezes superior à menor. A produção de biomassa e o conteúdo de nutrientes foram positivamente relacionados entre si e menores nas regiões com menos disponibilidade de água. A concentração de todos os nutrientes foi maior na folha e menor no lenho, exceto para a concentração de Ca, que foi maior na casca. Em média, do total de nutrientes da biomassa da parte aérea em um ciclo de corte de 6,5 anos, 68% do N, 69% do P, 67% do K, 63% do Ca e 68% do Mg foram acumulados até a idade de 4,5 anos, para as diferentes regiões. Tal fato pode evidenciar um menor potencial de resposta à aplicação de fertilizantes em plantios com idades superiores a 4,5 anos. Em média, a alocação de N, P, K, Ca e Mg na copa foi de 50, 44, 36, 27 e 39%, respectivamente, em relação à quantidade total da biomassa aérea, entre 6,5 e 8,5 anos de idade. Para obter uma expressiva redução na exportação desses nutrientes, além de deixar a copa no campo, é necessário descascar o tronco, deixando a casca na área. Assim, adotando-se a colheita apenas do lenho, a proporção de nutrientes não–exportados será de 65, 70, 64, 79 e 79%, para N, P, K, Ca e Mg, respectivamente, o que evidencia a importância do descascamento no campo, para se ter maior sustentabilidade da produção. / The objective of this work was to model growth and nutrient content in the aboveground biomass of eucalypt plantations in Brazil. It was intended to evaluate the influence of key climatic variables on eucalypt productivity, and the impact of harvesting on the removal of N, P, K, Ca, and Mg. The database employed was obtained from the Soil and Eucalypt Nutrition Program of the Soil Department of the Federal University of Viçosa, MG, Brazil. During the past 19 years, this program has established a database on eucalypt growth, nutrient accumulation in the biomass, and nutrient partitioning among aboveground components when grown under varying climatic, topographic and soil conditions. The data were collected in 20 regions spanning in the states of Espírito Santo, Minas Gerais, Pará, Rio Grande do Sul, and São Paulo. Two models were developed. The first simulated, biomass production while the second dealt with biomass nutrient content. Climatic characteristics were an important component of both models. There was a close relationship between the accumulation of biomass and nutrient content. The region with the highest productivity produced three times more aboveground biomass than the poorest ixregion. Regions with low water availability exhibited the lowest nutrient accumulation in aboveground biomass as well as the lowest biomass production. Nutrient concentrations were highest in the leaves and lowest in the stemwood, except for Ca, which exhibeted its highest concentration in the stembark. The largest proportion (68% of N, 69% of P, 67% of K, 63% of Ca, and 68% of Mg) of all nutrients was accumulated in the biomass within 4.5 years following planting. Rotation is generally considered to be approximately 6.5 years. Beyond 4.5 years of age, the probability of a response to fertilizer application is low. From an ecological point of view, it is important to reduce nutrient removal during harvesting. Assuming a rotation age of between 6.5 and 8.5 years, the canopy contains 50% of the N, 44% of the P, 36% of the K, 27% of the Ca, and 39% of the Mg in the aboveground biomass. However, the canopy and stembark combined account 65% of the N, 70% of the P, 64% of the K, 79% of the Ca, and 79% of the Mg in the aboveground biomass. Therefore, debarking in the field can substantially reduce nutrient exportation and lead to, more sustainable production or less fertilizer use in Brazilian eucalypt plantations.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-12-01T11:25:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3990167 bytes, checksum: 1df7b6c54da302e3140ba006d4343cb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T11:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3990167 bytes, checksum: 1df7b6c54da302e3140ba006d4343cb7 (MD5) Previous issue date: 2017-02-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Modelos para a previsão das propriedades cristalinidade de celulose e dos teores de glicanas e xilanas na biomassa de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) foram construídos usando regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) e espectroscopia no infravermelho próximo (NIR). Os métodos propostos surgem em substituição às tradicionais análises da biomassa por difratometria de raio-X (XRD) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). As principais vantagens do uso da espectroscopia NIR como alternativa às técnicas convencionais se dão devido à rapidez de análise (~20s), menor custo, ser não destrutiva, requerer um mínimo manuseio de amostra e facilidade de uso. Foram usados também os métodos de seleção de variáveis Seleção dos Preditores Ordenados (OPS) e Algoritmo Genético (GA) visando melhorar a capacidade preditiva e interpretativa dos modelos. Em todos os casos avaliados o algoritmo OPS mostrou-se superior ao GA. As amostras de biomassa utilizadas neste estudo apresentaram índices de cristalinidade que variaram de 50 a 81% e teores de glicanas e xilanas que variaram de 20 a 43% e 15 a 30%, respectivamente. Os modelos para cristalinidade, glicanas e xilanas foram construídos com 5, 2 e 2 variáveis latentes e 150, 431 e 451 variáveis independentes, respectivamente. As transformações espectrais que forneceram melhores modelos foram as de derivadas. Os parâmetros estatísticos raiz quadrada do erro quadrático médio de validação cruzada (RMSECV), raiz quadrada do erro quadrático médio de previsão (RMSEP), coeficiente de correlação de validação cruzada (RCV), coeficiente de correlação de previsão (RP) e índice de desempenho do desvio (RPD) são descritos, respectivamente, para o modelo de: i) cristalinidade: 3,31; 3,01; 0,86; 0,92, e 1,71; ii) Glicanas: 2,16; 1,81; 0,94; 0,95 e 2,00; iii) Xilanas: 1,27; 1,32; 0,91; 0,94 e 1,79. As correlações entre a cristalinidade e outras propriedades químicas da biomassa de cana- de-açúcar tais como lignina, α- celulose, hemicelulose e cinzas não foram significativas, e assim, a cristalinidade se mostrou uma propriedade independente na biomassa de cana- de-açúcar. / Models for the prediction of crystallinity of cellulose and glucans and xylans contents in sugarcane biomass (Saccharum spp.) were built using partial least squares regression (PLS) and near-infrared spectroscopy (NIR). The proposed methods appear replacing the traditional analyzes of biomass by X-ray diffractometry (XRD) and high performance liquid chromatography (HPLC). The main advantages of using NIR spectroscopy as an alternative to conventional techniques are due to rapid analysis (~20s), lower cost, being non-destructive, requiring a minimal sample handling and ease of use. Were also used the variable selection methods Ordered Predictors Selection (OPS) and Genetic Algorithm (GA) to improve the predictive and interpretive capacity of the models. In all cases, the OPS algorithm was superior to GA. The biomass samples used in this study showed crystallinity indexes ranging from 50 to 81% and glucans and xylans contents ranging from 20 to 43% and 15 to 30%, respectively. The models for crystallinity, glucans and xylans were built with 5, 2 and 2 latent variables and 150, 431 and 451 independent variables, respectively. The spectral transformations that provided the best models were the derivatives. The root mean square error of cross-validation (RMSECV), root mean square error of prediction (RMSEP), correlation coefficient of cross-validation (RCV), correlation coefficient of prediction (RP), and ratio of performance to deviation (RPD) are described, respectively, for the model of: i) crystallinity: 3.31; 3.01; 0.86; 0.92, and 1.71; ii) Glucans: 2.16; 1.81; 0.94; 0.95 and 2.00; iii) Xylans: 1.27; 1.32; 0.91; 0.94 and 1.79. The correlations between crystallinity and other chemical properties of sugarcane biomass such as lignin, α-cellulose, hemicellulose, and ash were not significant, and hence, crystallinity proved to be an independent property in sugarcane biomass.

A necessidade de modificar a matriz energética, fortemente dependente de combustíveis fósseis, está impulsionando estudos que visam buscar alternativas mais sustentáveis. Uma alternativa promissora é a utilização de processos biotecnológicos para a conversão de resíduos lignocelulósicos agroindustriais ricos em celulose (casca de soja, casca de arroz, bagaço de cana-de-açúcar, entre outros) a açúcares fermentescíveis para uma posterior fermentação a etanol de segunda geração. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar a capacidade de conversão dos açúcares provenientes de biomassas hidrolisadas por diferentes leveduras e avaliar a utilização de líquidos iônicos na dissolução de materiais lignocelulósicos. Desta forma, a capacidade de bioconversão dos açúcares contidos no hidrolisado de casca de arroz (RHH) e em meio sintético a etanol foi avaliada utilizando a levedura Candida shehatae e sua co-cultura com Saccharomyces cerevisiae. Este estudo foi realizado em agitador orbital e biorreator. Nos experimentos utilizando co-cultura e agitador orbital o rendimento de etanol (YP/S) foi de 0,42 e 0,51 g g-1 em meio sintético simulando a composição do hidrolisado e em RHH, respectivamente. Utilizando culturas puras de C. shehatae nas mesmas condições, o rendimento de etanol foi de 0,40 g g-1. Determinadas leveduras tem seu metabolismo alterado com a variação de oxigenação do meio. Com o intuito de realizar esta avaliação, experimentos em anaerobiose e com limitação de oxigênio foram realizados em biorreatores. Nestas condições e utilizando as leveduras em co-cultura foi possível obter rendimentos de etanol similares (0,50-0,51g g-1) em meio sintético, enquanto que em RHH, rendimentos de 0,48 e 0,44 g g-1 foram obtidos, respectivamente. Assim como o RHH, o hidrolisado de casca de soja também pode ser uma alternativa para este desenvolvimento. Foi investigada a capacidade de uma linhagem recentemente isolada de Candida guilliermondii converter hexoses e pentoses a partir de hidrolisado ácido/enzimático de casca de soja em etanol. As condições operacionais e suplementação do meio de cultivo foram otimizados utilizando planejamentos experimentais estatísticos (Plackett-Burman e CCD). Os resultados demonstraram que a C. guilliermondii BL 13 foi capaz de crescer em hidrolisado nãosuplementado, não-detoxificado, e as melhores condições de cultivo foram 28 °C, pH 5 e um tamanho de inóculo de 109 UFC ml-1. A produtividade do etanol atingiu um máximo de 1,4 g h-1 L-1e o rendimento de 0,41 g g-1. Para que os materiais lignocelulósicos sejam utilizados em processos destinados à produção de etanol, uma etapa de pré-tratamento é necessária a fim de desorganizar a estrutura deste material facilitando a sacarificação dos açúcares. Com esta finalidade e pensando na utilização de recursos renováveis, foram utilizados no pré-tratamento de casca de soja líquido iônico (LI) de acetato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim][Ac]). Desta forma, a fim de otimizar o processo de dissolução da celulose, os efeitos da temperatura, tempo de incubação, da relação sólido/líquido (biomassa/IL) e a concentração de líquido iônico (mistura de IL-água) foram avaliadas utilizando um planejamento composto central (CCD). A biomassa regenerada foi analisada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A eficiência do pré-tratamento foi quantificada através da glicose liberada após hidrólise enzimática utilizando um complexo celulolítico produzido por Penicillium echinulatum em comparação a casca de soja não tratada (matriz celulolítica). O hidrolisado do ponto ótimo foi utilizado em processo fermentativo com C. shehatae HM 52,2. As condições ótimas foram de 75 °C, 165 minutos de tempo de incubação, 57 % (fração de massa) de [bmim] [Ac] e 12,5 % de carga sólida. As análises de FTIR demonstraram que a casca de soja teve uma perda na cristalinidade de sua estrutura. A utilização do complexo enzimático no processo de hidrólise da biomassa conseguiu liberar 92 % da glicose da matriz celulósica e foi obtido uma conversão de glicose em etanol com rendimento de 0,31 (g g-1). As alterações na estrutura da biomassa regenerada após tratamento com os líquidos iônicos cloreto de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim][Cl]) ou acetato de 1-butil-3- metilimidazólio ([bmim][Ac]) também foram estudadas. A caracterização foi realizada por uma combinação de análise termogravimétrica (TGA), análise de espectroscopia de absorção no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), difracção de raios X (XRD) e por microscopia electrônica de varredura (MEV). Os tratamentos foram estudados utilizando diferentes tempos de tratamento (2 h e 6 h), diferentes temperaturas (75 °C e 100 °C) e variações na concentração de LI (50 % e 100 %). Os resultados sugerem que a casca de soja apresenta uma maior perda da cristalinidade do que a casca de arroz. A alta recalcitrância da casca de arroz devido a sílica presente pode explicar a pequena redução na cristalinidade desta biomassa. Observou-se que a dissolução da biomassa lignocelulósica sofreu influencia do tipo de biomassa e LI utilizado, temperatura, tempo e proporção LI-água. / The necessity of changing energy matrix, which is highly dependent on fossil fuel, it is booking studies wich seek more sustainable alternatives. One promising alternative is the use of biotechnological processes from the conversion of lignocellulosic agroindustrial waste rich in cellulose (soybean hulls, rice hull, bagasse, etc.) to fermentable sugars for subsequent fermentation second-generation ethanol. In this context, the present work has the goal to study the capacity of the conversion sugars coming from biomass hydrolyze by different yeasts and evaluates the use of ionic liquids on the dissolution of lignocellulosic materials.Thus, the capacity of the sugars bioconversion contained in the rice hull hidrolisate (RHH) and in synthetic medium for ethanol was evaluated using the yeast Candida shehatae and their co-culture with Saccharomyces cerevisiae. This study was carried in an orbital shaker and bioreactor. In co-culture experiments using orbital shaker the ethanol yields (Y P/S) was 0.42 and 0.51 g g-1 in synthetic medium simulating the sugar composition of RHH and in RHH, respectively. By using pure cultures of C. shehatae in the same conditions the ethanol yield was 0.40 g g-1. Certain yeasts have their altered metabolism by varying the oxygenation of the medium. In order to accomplish this evaluation experiments under anaerobic conditions and with limited oxygen were performed in bioreactors. In those conditions and by using the yeast in co-culture, it was possible to obtain similar ethanol yields of (0.50 to 0.51 g g-1) in the synthetic medium, while in RHH, yields of 0.48 and 0.44 g g-1 were obtained respectively.The ability of a newly isolated strain of Candida guilliermondii BL13converting hexoses and pentoses from the soybean hull hydrolysate acid / enzyme in ethanol was investigated. The operating conditions and supplementation of the culture medium were optimized using statistical experimental design (Plackett-Burman and CCD). The results bring to us the conclusion that C. guilliermondii BL 13 was able to grow on non-supplemented and non-detoxified hydrolyzate, and best culture conditions were 28 °C, pH 5 and inoculum size of 109 CFU ml-1. The ethanol productivity reached a maximum of 1.4 g L-1 h-1, and the yield of 0.41 g g-1. For that lignocellulosic materials was used in processes for the production of ethanol, a pretreatment step is required in order to disrupt the structure of this material facilitating the saccharification of sugar. With this purpose, and considering the use of renewable resources were used in the pretreatment of soybean hulls with ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([bmim][Ac]). Thus, in order to optimize the dissolution of the cellulose process, the effects of temperature, incubation time, the solid / liquid ratio (biomass / IL), and the concentration of ionic liquid (IL-water mixture) were evaluated using a central composite design (CCD). The regenerated biomass was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) analysis. The effectiveness of the pretreatment was measured by glucose released after enzymatic hydrolysis using a cellulolytic complex produced by Penicillium echinulatum in untreated soybean hulls comparison (cellulolsic matrix). The hydrolyzate was used in optimum fermentation with C. shehatae HM 52.2. Optimal conditions were 75 °C, 165 minutes of incubation time, 57 % (mass fraction) of [bmim][Ac] and 12.5 % of solid. The FTIR analysis showed that soybean hulls had a loss in the crystallinity of its structure. The use of the enzyme complex in the biomass hydrolysis process achieved 92 % of the glucose release the cellulosic matrix was obtained and an ethanol conversion of glucose to yield 0.31 (g g-1).The changes in the structure of the regenerated biomass after treatment with ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([bmim][CI]) or 1-butyl-3- methylimidazolium acetate ([bmim][Ac]) were also studied. The characterization was done by a combination of thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared (FTIR) analysis, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The treatments were studied using different treatment times (2h and 6h), different temperatures (75 °C and 100 °C) and different IL concentration (50 % and 100 %). The results suggest that soybean hull has a higher loss of crystallinity than rice hull. The high recalcitrance of rice hull, due to silica present, may explain the low decrystallization this biomass. It was observed that the dissolution of the lignocellulosic biomass has undergone the influence of the type of biomass used and IL, temperature, time and ratio IL-water.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334022.pdf: 1643325 bytes, checksum: 5682e48e97a54f1936fb45caa6eb34ec (MD5) Previous issue date: 2015 / Devido às preocupações com recursos naturais limitados e impactos ambientais causados pelo uso de polímeros sintéticos, tem havido grande interesse nos últimos anos no uso e desenvolvimento de materiais poliméricos obtidos da biomassa. Neste trabalho, nanocristais de celulose (NC) foram extraídos a partir do sabugo de milho (SM), um rejeito agroindustrial abundante, e utilizados como fase de reforço mecânico e de barreira de filmes bionanocompósitos baseados em quitosana. Antes do isolamento dos NC, os SM foram submetidos a um processo de purificação, através de uma etapa de polpação química (NaOH) e branqueamento (H2O2), a fim de remover constituintes não celulósicos. Foram realizadas análises da composição química, morfológicas e de cristalinidade após cada etapa do processo de purificação, visando avaliar a eficiência do processo na remoção, principalmente, de hemiceluloses e lignina. O material resultante da purificação foi denominado de fibras do sabugo de milho branqueado (SMB), o qual foi submetido a uma hidrólise com ácido sulfúrico 64% (m/m) (45 °C, 60 minutos) para a solubilização das regiões amorfas e liberação das regiões cristalinas em suspensão. Como método alternativo à hidrólise ácida e à funcionalização química tradicional de NC, foi realizada uma oxidação mediada por radical 2,2,6,6-tetrametilpiperidina-1-oxil (TEMPO) diretamente nas fibras celulósicas. A comprovação do isolamento dos NC obtidos via hidrólise (NCH) e via oxidação (NCO) foi realizada por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e análises de birrefringência. Além disso, análises de difração de raios x, foram realizadas para comprovar a sua natureza cristalina, e análises termogravimétricas para verificar a sua estabilidade térmica. Os filmes bionanocompósitos foram preparados pela técnica ?casting?, através da adição dos NCH ou NCO em uma solução de quitosana 1% (m/v), e caracterizados quanto as suas propriedades de permeabilidade, solubilidade, hidrofilicidade/hidrofobicidade, energia de superfície, mecânicas, morfológica e térmica. Como propósito secundário, os filmes foram aplicados como interfoliadores de queijo fatiado e a sua eficiência como tal foi avaliada através da investigação da adesão entre as superfícies e, também, pela comparação das suas propriedades (mecânicas, hidrofilicidade/hidrofobicidade e permeabilidade ao vapor de água) com a de dois interfoliadores comerciais (polietileno, PE e papel greasepel, PG). Após o processo de purifacação do SM, os percentuais de celulose, hemiceluloses e lignina foram de 89,3±5,3%, 4,1±0,5% e 1,2±0,3%, respectivamente. Pode-se dizer que o processo de purificação foi eficiente, de modo que a composição do SMB é sustentável para a extração de NC. O rendimento de purificação foi de aproximadamente 50,8% (base seca). Sob as condições de hidrólise e oxidação empregadas foi possível a obtenção de suspensões aquosas estáveis e homogêneas de NCH e NCO. Análises de birrefringência, sob polarizadores cruzados, indicaram a presença dos nanocristais isolados nas suspensões, o que foi confirmado por análise de MET. O rendimento dos NCH e NCO foi de 43% (base seca) e 60% (base seca), respectivamente. O comprimento, diâmetro e aspecto de raio dos NCH variaram de 5 a 40 nm, 3 a 22 nm e de 1 a 2,4, respectivamente, enquanto que dos NCO variaram de 5 a 25 nm, 3 a 17 nm e de 1 a 1,7, respectivamente. Os nanocristais apresentaram uma elevada cristalinidade, sendo de 78,0% para os NCH e de 92,4% para os NCO. A incorporação dessas nanopartículas em diferentes proporções (quitosana:NC (15:1 ou 7:1)) na matriz filmogênica de quitosana proporcionou a obtenção de bionanocompósitos com propriedades melhoradas em comparação aos filmes monofásicos de quitosana. A permeabilidade foi reduzida em até 70%, a resistência à tração e o módulo de Young aumentaram em até 136% e 224%, respectivamente, o que demonstra a boa capacidade de reforço mecânico e de barreira dessas bionanopartículas para a matriz de quitosana. Através de estudos de ângulo de contato de gotas de água sobre a superfície dos filmes, verificou-se que a incorporação dos NCH ou NCO à matriz do filme proporcionou aumento dos valores médios de ângulo de contato, indicando uma menor molhabilidade e, consequentemente, uma maior hidrofobicidade dos filmes bionanocompósitos. Resultados de testes de descascamento mostram que os filmes bionanocompósitos desenvolvidos apresentaram os menores valores de resistência ao descascamento, ou seja, a menor adesão com as superfícies do queijo fatiado, quando comparados aos filmes monofásicos de quitosana e aos filmes de PE e PG.

BUENO, A. V. Análise da operação de motores diesel com misturas parciais de biodiesel. 2006. 103 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:36:14Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) Previous issue date: 2006-04 / The consequences of the biodiesel blends with diesel fuel were analyzed establishing cause and effect relationships between the engine performance and the combustion and mixture preparation processes. In this investigation, aspects like pollutant emissions, mixture preparation, dynamic of the combustion process, fuel conversion efficiency, performance under full load and specific fuel consumption were included. Techniques traditionally associated with diesel engines research and development were utilized for this purpose, including heat release analysis, exergetic analysis and dynamometric bench tests. In order to account for the small effects of the biodiesel introduction on the engine operational parameters, some modifications of the methods and models applied to data acquisition and post-processment were necessary. These modifications include the formulation of a new model for the in cylinder exergetic analysis and a novel arrangement of indicator system. By using the exergetic analysis, it was demonstrated that the blending of biodiesel in low concentrations increases the conversion of fuel exergy into work within the cylinder, causing an elevation on the engine efficiency. For the analyzed fuels, which enclose up to 20% of biodiesel addition in volume, the 10% biodiesel blend has presented the best results of performance and specific fuel consumption. / As conseqüências da adição de biodiesel ao óleo diesel foram estudadas estabelecendo-se relações de causa e efeito entre o desempenho do motor e os processos de combustão e formação de mistura. Foram incluídos, nesta discussão, aspectos como emissões poluentes, formação de mistura, dinâmica do processo de combustão, eficiência de conversão do combustível, desempenho do motor em carga máxima e consumo específico. Utilizaram-se, sob tal propósito, técnicas tradicionalmente associadas à pesquisa e ao desenvolvimento dos motores de ciclo diesel, tais como a análise de liberação de energia, a análise exergética e ensaios dinamométricos. Devido às pequenas variações observadas nos parâmetros opcionais do motor com a introdução do biodiesel, algumas modificações nos métodos aplicados para a coleta de dados experimentais e nos modelos empregados em seu processamento se mostraram necessárias. Dentre tais ajustes, pode-se destacar a formulação de um novo modelo de análise exergética para os processos ocorrentes no cilindro e a utilização de um arranjo inédito de sistema indicador. Demonstrou-se que a adição de biodiesel em baixas concentrações favorece a conversão da exergia do combustível em trabalho no interior do cilindro, proporcionando uma elevação na eficiência de operação do motor. Para os combustíveis analisados, que compreendem a adição de até 20% de biodiesel em volume, a mistura contendo 10% desta substância ofereceu as melhores características quanto ao desempenho e ao consumo específico.

A microalga marinha Dunaliella tertiolecta é um microrganismo unicelular fotossintético capaz de fixar dióxido de carbono da atmosfera e proveniente de gases de exaustão industrial e utilizá-lo como única fonte de carbono para o aumento da biomassa. Enquanto isso, além de biomassa, também é capaz de produzir quantidades consideráveis de carotenoides e lipídios, entre outras substâncias de grande interesse para indústrias alimentícias e farmacêuticas que buscam a utilização cada vez maior de compostos de fontes naturais em suas formulações. Neste trabalho foram estudados os efeitos da salinidade do meio (em concentração molar de NaCl), da temperatura, da intensidade de luz, da fonte e concentração de nitrogênio no cultivo da D. tertiolecta em fotobiorreator airlift, buscando o aumento na produção de biomassa, carotenoides e lipídios, bem como representar matematicamente este bioprocesso. Inicialmente, a influência da temperatura e da concentração salina foi estudada através de experimentos com meio de cultura f/2 padrão, com diferentes concentrações salinas. A temperatura e a concentração salina influenciaram de forma diferente os resultados obtidos. A temperatura teve forte influência na produção de biomassa, na biofixação de dióxido de carbono e na produção de lipídios pelas células. Por outro lado, a salinidade teve forte influência na produção dos carotenoides. A partir da avaliação e combinação dos resultados, foram determinadas as condições apropriadas de temperatura e salinidade do meio para maior produção de biomassa, lipídios e carotenoides simultaneamente: 28 °C e 0,715 M de NaCl. Seis carotenoides foram identificados por CLAE no extrato de D. tertiolecta: transluteína, trans-β-caroteno, trans-zeaxantina, trans-anteraxantina, trans-neoxantina e 9-cis-β-caroteno. Os carotenoides trans-luteína, trans-β-caroteno e trans-zeaxantina foram quantificados. As maiores quantidades de luteína, β-caroteno e zeaxantina obtidas nos experimentos foram, respectivamente, 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 e 244 ± 76 μg g-1. A partir destes resultados, cultivos foram realizados variando-se intensidade de luz e fonte e concentração de nitrogênio a fim de determinar a influência destes parâmetros. A intensidade de luz de 17,5 klx e concentração inicial de nitrato de sódio de 300 mg L-1 resultou nas maiores produtividades de biomassa (0,176 ± 0,005 g L-1 d-1), carotenoides (0,738 ± 0,038 mg L-1 d-1) e lipídios (16,68 ± 1,50 mg L-1 d-1). Os dados experimentais desses cultivos foram utilizados na etapa de estimação de parâmetros. Em comparação com modelos relatados na literatura, os modelos propostos apresentaram melhor ajuste para diferentes concentrações de nitrato de sódio testadas, com reduzido número de parâmetros. / The marine microalgae Dunaliella tertiolecta is a unicellular photosynthetic microorganism that can fix carbon dioxide from the atmosphere and from industrial exhaust gases, using it as the solely carbon source to increase biomass. Meanwhile, more than biomass, this microorganism also can produce great amounts of carotenoids, lipids and other substances of interest to pharmaceutical and food industries that seek to increase the use of compounds derived from natural sources in their formulations. In this work, the effects of medium salinity (in molar concentration of NaCl), temperature, light intensity and nitrogen source and concentration over the cultivation of D. tertiolecta in an airlift photobioreactor were studied aiming the increase of biomass, carotenoids and lipids production, as well the development of a mathematical model for this bioprocess. Initially, the influence of temperature and salt concentration was studied by experiments with standard f/2 culture medium, with different salt concentrations. Temperature and salt concentration differently affected the results. Temperature had a strong effect on biomass production, carbon dioxide biofixation and lipid production by the cells. On the other hand, salinity showed strong effect on carotenoid production. The appropriate temperature and medium salinity to increase simultaneously biomass, lipids and carotenoids was 28 °C and 0.715 M NaCl. Six carotenoids were identified in the extract of D. tertiolecta by HPLC: all-trans-lutein, all-trans-β-carotene, alltrans- zeaxanthin, all-trans-antheraxanthin, all-trans-neoxanthin and 9-cis-β-carotene. The carotenoids all-trans-lutein, all-trans-β-carotene and all-trans-zeaxanthin were quantified. The highest amount of lutein, β-carotene and zeaxanthin reached in the experiments were 1315 ± 36 μg g-1, 732 ± 51 μg g-1 and 244 ± 76 μg g-1, respectively. From these results, cultures were performed by varying light intensity and nitrogen source and concentration to determine the influence of these parameters. A light intensity of 17.5 klx and initial sodium nitrate concentration of 300 mg L-1 resulted in the highest biomass (0.176 ± 0.005 g L-1 d-1), carotenoid (0.738 ± 0.038 g L-1 d-1) and lipid (16.68 ± 1.50 g L-1 d-1) productivities. The experimental data of these cultures were used for parameter estimation. Compared to earlier models reported in the literature, the proposed models showed better fitting for different sodium nitrate concentrations tested with reduced number of parameters.