Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um processo para a biofixação do dióxido de carbono através do uso de microalgas. Para o cultivo desses microrganismos foram utilizados fotobiorreatores do tipo airlift. Nos cultivos foram avaliadas espécies de microalgas (Chlorella sp. e Chlorella minutissima), influência da intensidade luminosa (2.200 a 24.500 lx), concentração salina (28 a 40 g.L-1) e temperatura (25 °C a 35 °C) sobre a concentração de biomassa, velocidade específica de crescimento, produtividade de biomassa, biofixação de CO2, conteúdo lipídico e carotenoides totais. Também foi realizada a identificação dos carotenoides. A microalga escolhida para os testes em fotobiorreatores foi a C. minutissima. A intensidade luminosa que apresentou os melhores resultados foi a de 17.000 lx. A temperatura mostrou possuir influência significativa na concentração de biomassa, na velocidade específica de crescimento e na biofixação de carbono, mas a concentração salina influenciou apenas a velocidade específica de crescimento. A temperatura de 25 °C apresentou as maiores produtividade de biomassa (0,094 g.L-1.d-1) e concentração de biomassa (0,43 g.L-1), independente da concentração salina, e as maiores velocidade específica de crescimento (0,81 d-1) e biofixação de CO2 (12 gCO2.m-3.h-1), na concentração salina de 37 g.L-1. O conteúdo lipídico médio das microalgas foi de 13,2 % e os carotenoides totais apresentaram teor de 0,25 % do peso seco das microalgas em todas as condições de concentração salina e temperatura testadas. Foi possível identificar a produção dos carotenoides luteína, zeaxantina e β-caroteno. / The present study proposes the development of a process for carbon dioxide biofixation through the use of microalgae. Flat-plate airlift photobioreactors were used. Microalgaes species (Chlorella sp. and Chlorella minutissima) and the influence of light intensity (2,200 to 24,000 lx), salt concentration (28 to 40 g.L-1) and temperature (25 to 35 °C) over biomass concentration, specific growth rate, biomass productivity, CO2 biofixation rate, lipid content and total carotenoids content were evaluated. The identification of the carotenoids was performed. C. minutissima showed the best performance in shaker and was chosen for the tests in photobioreactor. The light intensity of 17,000 lx presented the best results. The temperature showed to have significant influence over biomass concentration, specific growth rate and CO2 biofixation rate, but the salt concentration only affected the specific growth rate. The temperature of 25 °C allowed the highest biomass productivity (0.094 g.L-1.d-1) and biomass concentration (0.43 g.L-1), independent of salt concentration, and the highest specific growth rate (0.81 d-1) and CO2 biofixation rate (12 gCO2.m-3.h-1) at the salt concentration of 37 g.L-1. The average lipid content of the microalgae was 13.2 % and the total carotenoids content were about 0.25 % of the cell dry weight at all temperatures and salt concentrations tested. It was possible to identify the production of the carotenoids lutein, zeaxanthin and β-carotene.

Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um processo para a biofixação do dióxido de carbono através do uso de microalgas. Para o cultivo desses microrganismos foram utilizados fotobiorreatores do tipo airlift. Nos cultivos foram avaliadas espécies de microalgas (Chlorella sp. e Chlorella minutissima), influência da intensidade luminosa (2.200 a 24.500 lx), concentração salina (28 a 40 g.L-1) e temperatura (25 °C a 35 °C) sobre a concentração de biomassa, velocidade específica de crescimento, produtividade de biomassa, biofixação de CO2, conteúdo lipídico e carotenoides totais. Também foi realizada a identificação dos carotenoides. A microalga escolhida para os testes em fotobiorreatores foi a C. minutissima. A intensidade luminosa que apresentou os melhores resultados foi a de 17.000 lx. A temperatura mostrou possuir influência significativa na concentração de biomassa, na velocidade específica de crescimento e na biofixação de carbono, mas a concentração salina influenciou apenas a velocidade específica de crescimento. A temperatura de 25 °C apresentou as maiores produtividade de biomassa (0,094 g.L-1.d-1) e concentração de biomassa (0,43 g.L-1), independente da concentração salina, e as maiores velocidade específica de crescimento (0,81 d-1) e biofixação de CO2 (12 gCO2.m-3.h-1), na concentração salina de 37 g.L-1. O conteúdo lipídico médio das microalgas foi de 13,2 % e os carotenoides totais apresentaram teor de 0,25 % do peso seco das microalgas em todas as condições de concentração salina e temperatura testadas. Foi possível identificar a produção dos carotenoides luteína, zeaxantina e β-caroteno. / The present study proposes the development of a process for carbon dioxide biofixation through the use of microalgae. Flat-plate airlift photobioreactors were used. Microalgaes species (Chlorella sp. and Chlorella minutissima) and the influence of light intensity (2,200 to 24,000 lx), salt concentration (28 to 40 g.L-1) and temperature (25 to 35 °C) over biomass concentration, specific growth rate, biomass productivity, CO2 biofixation rate, lipid content and total carotenoids content were evaluated. The identification of the carotenoids was performed. C. minutissima showed the best performance in shaker and was chosen for the tests in photobioreactor. The light intensity of 17,000 lx presented the best results. The temperature showed to have significant influence over biomass concentration, specific growth rate and CO2 biofixation rate, but the salt concentration only affected the specific growth rate. The temperature of 25 °C allowed the highest biomass productivity (0.094 g.L-1.d-1) and biomass concentration (0.43 g.L-1), independent of salt concentration, and the highest specific growth rate (0.81 d-1) and CO2 biofixation rate (12 gCO2.m-3.h-1) at the salt concentration of 37 g.L-1. The average lipid content of the microalgae was 13.2 % and the total carotenoids content were about 0.25 % of the cell dry weight at all temperatures and salt concentrations tested. It was possible to identify the production of the carotenoids lutein, zeaxanthin and β-carotene.

Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um processo para a biofixação do dióxido de carbono através do uso de microalgas. Para o cultivo desses microrganismos foram utilizados fotobiorreatores do tipo airlift. Nos cultivos foram avaliadas espécies de microalgas (Chlorella sp. e Chlorella minutissima), influência da intensidade luminosa (2.200 a 24.500 lx), concentração salina (28 a 40 g.L-1) e temperatura (25 °C a 35 °C) sobre a concentração de biomassa, velocidade específica de crescimento, produtividade de biomassa, biofixação de CO2, conteúdo lipídico e carotenoides totais. Também foi realizada a identificação dos carotenoides. A microalga escolhida para os testes em fotobiorreatores foi a C. minutissima. A intensidade luminosa que apresentou os melhores resultados foi a de 17.000 lx. A temperatura mostrou possuir influência significativa na concentração de biomassa, na velocidade específica de crescimento e na biofixação de carbono, mas a concentração salina influenciou apenas a velocidade específica de crescimento. A temperatura de 25 °C apresentou as maiores produtividade de biomassa (0,094 g.L-1.d-1) e concentração de biomassa (0,43 g.L-1), independente da concentração salina, e as maiores velocidade específica de crescimento (0,81 d-1) e biofixação de CO2 (12 gCO2.m-3.h-1), na concentração salina de 37 g.L-1. O conteúdo lipídico médio das microalgas foi de 13,2 % e os carotenoides totais apresentaram teor de 0,25 % do peso seco das microalgas em todas as condições de concentração salina e temperatura testadas. Foi possível identificar a produção dos carotenoides luteína, zeaxantina e β-caroteno. / The present study proposes the development of a process for carbon dioxide biofixation through the use of microalgae. Flat-plate airlift photobioreactors were used. Microalgaes species (Chlorella sp. and Chlorella minutissima) and the influence of light intensity (2,200 to 24,000 lx), salt concentration (28 to 40 g.L-1) and temperature (25 to 35 °C) over biomass concentration, specific growth rate, biomass productivity, CO2 biofixation rate, lipid content and total carotenoids content were evaluated. The identification of the carotenoids was performed. C. minutissima showed the best performance in shaker and was chosen for the tests in photobioreactor. The light intensity of 17,000 lx presented the best results. The temperature showed to have significant influence over biomass concentration, specific growth rate and CO2 biofixation rate, but the salt concentration only affected the specific growth rate. The temperature of 25 °C allowed the highest biomass productivity (0.094 g.L-1.d-1) and biomass concentration (0.43 g.L-1), independent of salt concentration, and the highest specific growth rate (0.81 d-1) and CO2 biofixation rate (12 gCO2.m-3.h-1) at the salt concentration of 37 g.L-1. The average lipid content of the microalgae was 13.2 % and the total carotenoids content were about 0.25 % of the cell dry weight at all temperatures and salt concentrations tested. It was possible to identify the production of the carotenoids lutein, zeaxanthin and β-carotene.

O presente trabalho avaliou o crescimento da microalga Dunaliella tertiolecta pela biofixação do CO2 liberado pela produção de cerveja, reciclando um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, reduzindo custo da matéria-prima CO2 e agregando valor ao produzir lipídeos e carotenoides naturais. Para isso a microalga foi cultivada em sistemas integrados entre fotobiorreatores e fermentadores. A diferença nos cultivos foi o tipo e a quantidade de CO2 produzida pelas fermentações. Inicialmente se fez fermentações com meio YPD (Yeast Peptone Dextrose) em fermentadores de 2 L acoplados a cada 24 h aos fotobiorreatores em 4 condições distintas, sendo o último fermentador colocado sempre em 144 h de cultivo de microalgas: 30 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 60 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 30 g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas e variando a concentração de (10 à 60) g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas (YPD (10-60)/24). Os maiores valores para biomassa, carotenoides, produtividades e lipídeos foram obtidos na condição YPD (10-60)/24. Para reproduzir a essa condição utilizando mosto de cerveja, foi calculada a conversão de substrato em produto para, então, acoplar diariamente volumes diferentes de mosto de cerveja em cultivos de microalgas. Os valores obtidos para os cultivos com CO2 desprendidos por estas fermentações foram 1,10 ± 0,05 g L-1 de biomassa, 0,18 ± 0,01 g L-1 d-1 de produtividade de biomassa, 0,58 ± 0,06 d-1 foi a velocidade específica de crescimento, 4,74 ± 0,59 mg g-1 de carotenoides por biomassa, 0,86 ± 0,06 mg L-1 d-1 de produtividade de carotenoides e 13,5 ± 0,4 % (em massa) de lipídeos. Estes valores foram praticamente o dobro dos valores obtidos para o cultivo com CO2 do ar atmosférico, demonstrando que a integração entre fermentadores e fotobiorreatores é uma boa alternativa para indústria alimentícia. Todos cultivos com D. tertiolecta apresentaram o mesmo perfil de carotenoides representado por 46,7 ± 2,0 % de luteína, 22,5 ± 1,6 % de β-caroteno, 9,50 ± 0,66 % de zeaxantina, 1,10 ± 0,16 % de α-caroteno e 20,2 ± 3,0 % para outros. / This study evaluated the growth of microalgae Dunaliella tertiolecta for CO2 biofixation released by brewing, recycling one of the greenhouse gases, reducing cost of raw material CO2 and adding value to produce lipids and natural carotenoids. For this, microalgae were cultivated in integrated systems between photobioreactors and fermenters. The difference in the cultures was the culture medium and the amount of CO2 produced. Initially, fermentation with medium YPD (Yeast Peptone Dextrose) in 2 L fermenters were coupled every 24 h to photobioreactors in 4 different conditions: 30 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 60 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 30 g L-1 of dextrose from 24 h culture of microalgae; and ranging dextrose concentration of (10 to 60) g L-1 from 24 h culture of microalgae (YPD (10-60)/24). The highest values for biomass, carotenoids, productivities and lipids were obtained in the condition YPD (10-60)/24. To reproduce this condition using beer wort, the substrate to product yield was determined and different volumes of beer wort where daily coupled to microalgae cultivations. The values obtained for cultures with CO2 released from these fermentations were 1.10 ± 0.05 g L-1 of biomass, 0.18 ± 0.01 g L-1 d-1 of biomass productivity, 0.58 ± 0.06 d-1 for the specific growth rate, 4.74 ± 0,59 mg g-1 of carotenoids per biomass, 0.86 ± 0.06 mg L-1 d-1 of carotenoids productivity and 13.5 ± 0.4 % (mass fraction) of lipids. These values were almost twice the values observed in the cultivation with CO2 of atmospheric air, showing that the integration between fermenters and photobioreactors is a good alternative to increase microalgae growth. All cultures with D. tertiolecta showed the same profile of carotenoids represented by 46.7 ± 2.0 % of lutein, 22.5 ± 1.6 % of β-carotene, 9.50 ± 0.66 % of zeaxanthin, 1.10 ± 0.16 % of α-carotene and 20.2 ± 3.0 % for others.

O presente trabalho avaliou o crescimento da microalga Dunaliella tertiolecta pela biofixação do CO2 liberado pela produção de cerveja, reciclando um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, reduzindo custo da matéria-prima CO2 e agregando valor ao produzir lipídeos e carotenoides naturais. Para isso a microalga foi cultivada em sistemas integrados entre fotobiorreatores e fermentadores. A diferença nos cultivos foi o tipo e a quantidade de CO2 produzida pelas fermentações. Inicialmente se fez fermentações com meio YPD (Yeast Peptone Dextrose) em fermentadores de 2 L acoplados a cada 24 h aos fotobiorreatores em 4 condições distintas, sendo o último fermentador colocado sempre em 144 h de cultivo de microalgas: 30 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 60 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 30 g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas e variando a concentração de (10 à 60) g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas (YPD (10-60)/24). Os maiores valores para biomassa, carotenoides, produtividades e lipídeos foram obtidos na condição YPD (10-60)/24. Para reproduzir a essa condição utilizando mosto de cerveja, foi calculada a conversão de substrato em produto para, então, acoplar diariamente volumes diferentes de mosto de cerveja em cultivos de microalgas. Os valores obtidos para os cultivos com CO2 desprendidos por estas fermentações foram 1,10 ± 0,05 g L-1 de biomassa, 0,18 ± 0,01 g L-1 d-1 de produtividade de biomassa, 0,58 ± 0,06 d-1 foi a velocidade específica de crescimento, 4,74 ± 0,59 mg g-1 de carotenoides por biomassa, 0,86 ± 0,06 mg L-1 d-1 de produtividade de carotenoides e 13,5 ± 0,4 % (em massa) de lipídeos. Estes valores foram praticamente o dobro dos valores obtidos para o cultivo com CO2 do ar atmosférico, demonstrando que a integração entre fermentadores e fotobiorreatores é uma boa alternativa para indústria alimentícia. Todos cultivos com D. tertiolecta apresentaram o mesmo perfil de carotenoides representado por 46,7 ± 2,0 % de luteína, 22,5 ± 1,6 % de β-caroteno, 9,50 ± 0,66 % de zeaxantina, 1,10 ± 0,16 % de α-caroteno e 20,2 ± 3,0 % para outros. / This study evaluated the growth of microalgae Dunaliella tertiolecta for CO2 biofixation released by brewing, recycling one of the greenhouse gases, reducing cost of raw material CO2 and adding value to produce lipids and natural carotenoids. For this, microalgae were cultivated in integrated systems between photobioreactors and fermenters. The difference in the cultures was the culture medium and the amount of CO2 produced. Initially, fermentation with medium YPD (Yeast Peptone Dextrose) in 2 L fermenters were coupled every 24 h to photobioreactors in 4 different conditions: 30 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 60 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 30 g L-1 of dextrose from 24 h culture of microalgae; and ranging dextrose concentration of (10 to 60) g L-1 from 24 h culture of microalgae (YPD (10-60)/24). The highest values for biomass, carotenoids, productivities and lipids were obtained in the condition YPD (10-60)/24. To reproduce this condition using beer wort, the substrate to product yield was determined and different volumes of beer wort where daily coupled to microalgae cultivations. The values obtained for cultures with CO2 released from these fermentations were 1.10 ± 0.05 g L-1 of biomass, 0.18 ± 0.01 g L-1 d-1 of biomass productivity, 0.58 ± 0.06 d-1 for the specific growth rate, 4.74 ± 0,59 mg g-1 of carotenoids per biomass, 0.86 ± 0.06 mg L-1 d-1 of carotenoids productivity and 13.5 ± 0.4 % (mass fraction) of lipids. These values were almost twice the values observed in the cultivation with CO2 of atmospheric air, showing that the integration between fermenters and photobioreactors is a good alternative to increase microalgae growth. All cultures with D. tertiolecta showed the same profile of carotenoids represented by 46.7 ± 2.0 % of lutein, 22.5 ± 1.6 % of β-carotene, 9.50 ± 0.66 % of zeaxanthin, 1.10 ± 0.16 % of α-carotene and 20.2 ± 3.0 % for others.

O presente trabalho avaliou o crescimento da microalga Dunaliella tertiolecta pela biofixação do CO2 liberado pela produção de cerveja, reciclando um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, reduzindo custo da matéria-prima CO2 e agregando valor ao produzir lipídeos e carotenoides naturais. Para isso a microalga foi cultivada em sistemas integrados entre fotobiorreatores e fermentadores. A diferença nos cultivos foi o tipo e a quantidade de CO2 produzida pelas fermentações. Inicialmente se fez fermentações com meio YPD (Yeast Peptone Dextrose) em fermentadores de 2 L acoplados a cada 24 h aos fotobiorreatores em 4 condições distintas, sendo o último fermentador colocado sempre em 144 h de cultivo de microalgas: 30 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 60 g L-1 de dextrose a partir de 72 h de cultivo de microalgas, 30 g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas e variando a concentração de (10 à 60) g L-1 de dextrose a partir de 24 h de cultivo de microalgas (YPD (10-60)/24). Os maiores valores para biomassa, carotenoides, produtividades e lipídeos foram obtidos na condição YPD (10-60)/24. Para reproduzir a essa condição utilizando mosto de cerveja, foi calculada a conversão de substrato em produto para, então, acoplar diariamente volumes diferentes de mosto de cerveja em cultivos de microalgas. Os valores obtidos para os cultivos com CO2 desprendidos por estas fermentações foram 1,10 ± 0,05 g L-1 de biomassa, 0,18 ± 0,01 g L-1 d-1 de produtividade de biomassa, 0,58 ± 0,06 d-1 foi a velocidade específica de crescimento, 4,74 ± 0,59 mg g-1 de carotenoides por biomassa, 0,86 ± 0,06 mg L-1 d-1 de produtividade de carotenoides e 13,5 ± 0,4 % (em massa) de lipídeos. Estes valores foram praticamente o dobro dos valores obtidos para o cultivo com CO2 do ar atmosférico, demonstrando que a integração entre fermentadores e fotobiorreatores é uma boa alternativa para indústria alimentícia. Todos cultivos com D. tertiolecta apresentaram o mesmo perfil de carotenoides representado por 46,7 ± 2,0 % de luteína, 22,5 ± 1,6 % de β-caroteno, 9,50 ± 0,66 % de zeaxantina, 1,10 ± 0,16 % de α-caroteno e 20,2 ± 3,0 % para outros. / This study evaluated the growth of microalgae Dunaliella tertiolecta for CO2 biofixation released by brewing, recycling one of the greenhouse gases, reducing cost of raw material CO2 and adding value to produce lipids and natural carotenoids. For this, microalgae were cultivated in integrated systems between photobioreactors and fermenters. The difference in the cultures was the culture medium and the amount of CO2 produced. Initially, fermentation with medium YPD (Yeast Peptone Dextrose) in 2 L fermenters were coupled every 24 h to photobioreactors in 4 different conditions: 30 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 60 g L-1 of dextrose from 72 h culture of microalgae; 30 g L-1 of dextrose from 24 h culture of microalgae; and ranging dextrose concentration of (10 to 60) g L-1 from 24 h culture of microalgae (YPD (10-60)/24). The highest values for biomass, carotenoids, productivities and lipids were obtained in the condition YPD (10-60)/24. To reproduce this condition using beer wort, the substrate to product yield was determined and different volumes of beer wort where daily coupled to microalgae cultivations. The values obtained for cultures with CO2 released from these fermentations were 1.10 ± 0.05 g L-1 of biomass, 0.18 ± 0.01 g L-1 d-1 of biomass productivity, 0.58 ± 0.06 d-1 for the specific growth rate, 4.74 ± 0,59 mg g-1 of carotenoids per biomass, 0.86 ± 0.06 mg L-1 d-1 of carotenoids productivity and 13.5 ± 0.4 % (mass fraction) of lipids. These values were almost twice the values observed in the cultivation with CO2 of atmospheric air, showing that the integration between fermenters and photobioreactors is a good alternative to increase microalgae growth. All cultures with D. tertiolecta showed the same profile of carotenoids represented by 46.7 ± 2.0 % of lutein, 22.5 ± 1.6 % of β-carotene, 9.50 ± 0.66 % of zeaxanthin, 1.10 ± 0.16 % of α-carotene and 20.2 ± 3.0 % for others.