A vinhaça é um dos resíduos provenientes da indústria sucroalcooleira, sendo gerados em média 12 litros do efluente para cada litro de álcool produzido. Uma elevada carga orgânica torna a vinhaça potencial agente poluidor, podendo a disposição direta no solo representar solução ambientalmente desvantajosa para este resíduo. Diante do crescimento do setor sucroalcooleiro no Brasil e da necessidade de gestão do volumoso resíduo, este estudo avaliou duas formas de tratamentos físico-químicos da vinhaça, a precipitação química e a flotação por ar dissolvido (FAD), além de um tratamento biológico através do cultivo de microalgas no efluente do sistema FAD. Avaliou-se, adicionalmente, o potencial nutritivo do sólido separado pela FAD para aplicação como suprimento em alimentação animal. A precipitação química foi estudada variando-se pH (via adição NaOH) e tempo de reação, tendo atingido eficiências de remoção de fósforo, amônia e potássio de 31,3 ± 3,4%, 7,8 ± 4,1% e 9,7 ± 0,7%, respectivamente na faixa de pH de 8,5 a 9,5. Na FAD apenas o parâmetro dosagem apresentou significância estatística na separação dos sólidos suspensos da vinhaça. A dosagem e o percentual de recirculação foram avaliados em ensaios de clarificação e de espessamento de lodo de vinhaça. Desses ensaios obteve-se que todas as faixas de dosagens e recirculações geraram eficiências de remoção de sólidos extremamente elevadas, sendo a dosagem de 20 mg/L de polímero e 13% de recirculação adotadas como vantajosas, apresentando remoção de 98,5% da turbidez. Tal configuração gerou parâmetros de projeto de flotadores de alta eficiência, com elevadas taxas de aplicação superficial. O sólido separado na FAD apresentou interessante potencial nutritivo quando comparado bromatologicamente a produtos já utilizados como alimento para bovinos. O cultivo no efluente do sistema FAD não apresentou resultados positivos mesmo na mínima concentração testada (10% v/v de vinhaça) com relação a crescimento de Chlorella vulgaris Beijerink (1890), provavelmente pela vantagem competitiva das bactérias e possível toxicidade da vinhaça em concentrações elevadas. / The stillage is a waste from the sugar and alcohol industry, which generated on average 12 liters of effluent per liter of alcohol produced. A high organic load makes the vinasse a potential pollutant agent and a direct placement in soil represent environmentally disadvantageous solution to this residue. Given the growth of this sector in Brazil and the need for this bulky waste management, this study evaluated two forms of physicochemical treatments of vinasse: chemical precipitation and dissolved air flotation (DAF), and biological treatment through microalgae cultivation in the effluent of the FAD system. Additionally, it was assessed the nutritional potential of solid separated by FAD for application as animal food supply. Chemical precipitation was studied at varying pH (by adding NaOH) and reaction time, reaching efficiencies of phosphorus, ammonia and potassium removal of 31.3 ± 3.4%, 7.8 ± 4.1% and 9.7 ± 0.7% respectively in the pH range of 8.5 to 9.5. In FAD, only the dosage parameter showed statistical significance in the separation of suspended solids of the stillage. The dosage and the percentage of recirculation were analysed in tests of clarification and thickening sludge stillage. From these tests it was found that all dosages and recirculations ranges generated extremely high solids removal efficiencies, in wich the dosage of 20 mg/ L of polymer and 13% recirculation was adopted as advantageous, with turbidity removal about of 98.5%. Such configuration generated design parameters of high efficiency floaters, with high flow rates. The separated solid in FAD showed interesting nutritional potential when bromatologically compared to products already used as food for cattle. The cultivation in the effluent of FAD system did not show positive results even at the minimum concentration tested (10% v/v vinasse with respect to growth of Chlorella vulgaris Beijerink (1890), probably due the competitive advantage of bacterias and possible toxicity of vinasse in high concentrations.

A vinhaça é um dos resíduos provenientes da indústria sucroalcooleira, sendo gerados em média 12 litros do efluente para cada litro de álcool produzido. Uma elevada carga orgânica torna a vinhaça potencial agente poluidor, podendo a disposição direta no solo representar solução ambientalmente desvantajosa para este resíduo. Diante do crescimento do setor sucroalcooleiro no Brasil e da necessidade de gestão do volumoso resíduo, este estudo avaliou duas formas de tratamentos físico-químicos da vinhaça, a precipitação química e a flotação por ar dissolvido (FAD), além de um tratamento biológico através do cultivo de microalgas no efluente do sistema FAD. Avaliou-se, adicionalmente, o potencial nutritivo do sólido separado pela FAD para aplicação como suprimento em alimentação animal. A precipitação química foi estudada variando-se pH (via adição NaOH) e tempo de reação, tendo atingido eficiências de remoção de fósforo, amônia e potássio de 31,3 ± 3,4%, 7,8 ± 4,1% e 9,7 ± 0,7%, respectivamente na faixa de pH de 8,5 a 9,5. Na FAD apenas o parâmetro dosagem apresentou significância estatística na separação dos sólidos suspensos da vinhaça. A dosagem e o percentual de recirculação foram avaliados em ensaios de clarificação e de espessamento de lodo de vinhaça. Desses ensaios obteve-se que todas as faixas de dosagens e recirculações geraram eficiências de remoção de sólidos extremamente elevadas, sendo a dosagem de 20 mg/L de polímero e 13% de recirculação adotadas como vantajosas, apresentando remoção de 98,5% da turbidez. Tal configuração gerou parâmetros de projeto de flotadores de alta eficiência, com elevadas taxas de aplicação superficial. O sólido separado na FAD apresentou interessante potencial nutritivo quando comparado bromatologicamente a produtos já utilizados como alimento para bovinos. O cultivo no efluente do sistema FAD não apresentou resultados positivos mesmo na mínima concentração testada (10% v/v de vinhaça) com relação a crescimento de Chlorella vulgaris Beijerink (1890), provavelmente pela vantagem competitiva das bactérias e possível toxicidade da vinhaça em concentrações elevadas. / The stillage is a waste from the sugar and alcohol industry, which generated on average 12 liters of effluent per liter of alcohol produced. A high organic load makes the vinasse a potential pollutant agent and a direct placement in soil represent environmentally disadvantageous solution to this residue. Given the growth of this sector in Brazil and the need for this bulky waste management, this study evaluated two forms of physicochemical treatments of vinasse: chemical precipitation and dissolved air flotation (DAF), and biological treatment through microalgae cultivation in the effluent of the FAD system. Additionally, it was assessed the nutritional potential of solid separated by FAD for application as animal food supply. Chemical precipitation was studied at varying pH (by adding NaOH) and reaction time, reaching efficiencies of phosphorus, ammonia and potassium removal of 31.3 ± 3.4%, 7.8 ± 4.1% and 9.7 ± 0.7% respectively in the pH range of 8.5 to 9.5. In FAD, only the dosage parameter showed statistical significance in the separation of suspended solids of the stillage. The dosage and the percentage of recirculation were analysed in tests of clarification and thickening sludge stillage. From these tests it was found that all dosages and recirculations ranges generated extremely high solids removal efficiencies, in wich the dosage of 20 mg/ L of polymer and 13% recirculation was adopted as advantageous, with turbidity removal about of 98.5%. Such configuration generated design parameters of high efficiency floaters, with high flow rates. The separated solid in FAD showed interesting nutritional potential when bromatologically compared to products already used as food for cattle. The cultivation in the effluent of FAD system did not show positive results even at the minimum concentration tested (10% v/v vinasse with respect to growth of Chlorella vulgaris Beijerink (1890), probably due the competitive advantage of bacterias and possible toxicity of vinasse in high concentrations.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-11T23:43:24Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ FRANCIRALDO DE LIMA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 11638647 bytes, checksum: edab69542eea5017c7786eea5cef2ded (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T23:43:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ FRANCIRALDO DE LIMA – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 11638647 bytes, checksum: edab69542eea5017c7786eea5cef2ded (MD5) Previous issue date: 2016-08 / As microalgas produzem quantidades elevadas de compostos, principalmente lipídeos e açúcares. Quando essas são submetidas a variações de nutrientes podem elevar consideravelmente a concentração desses compostos, os quais são empregados para a produção de alimentos, biocombustíveis, cosméticos e componentes farmacêuticos. Esta pesquisa objetivou realizar o cultivo da microalga Chlorella sp., em fotobiorreator aberto de campo com diferentes concentrações de nutrientes, em seis tratamentos distintos (TC, T1, T2, T3, T4 e T5), secar as biomassas dos diferentes tratamentos e caracterizá-las quanto aos parâmetros físicos, químicos e físicos-químicos, como também construir suas isotermas de adsorção de umidade a 25ºC. A estirpe utilizada neste trabalho foi isolada da barragem da Conceição, localizada na Fazenda Tamanduá, Santa Teresinha, PB, e o meio utilizado foi meio MC. (Medium Chlorella ellipsodea). As características da microalga durante 16 dias de cultivo foram avaliadas com relação ao crescimento celular (peso úmido e peso seco), teor de lipídeos e açúcares totais. De acordo com os resultados verificou-se que a maior produção de biomassa daChlorella sp. em termos de peso seco, foi alcançada nos tratamentos TC, T1, T2 e T5 no 10º dia de cultivo e que com a redução nos tratamentos das concentrações de nitrogênio, fósforo, potássio e ferro houve aumento da síntese de lipídeos; para os tratamentos T3 e T4 o maior peso seco foi atingido no 12º e 16º dias de cultivo, respectivamente. A redução nas concentrações dos elementos nitrogênio, fósforo, potássio e ferro não favoreceru o aumento da produção dos minerais, proteínas, clorofila e feofitina. Os modelos de GAB, Peleg e Oswin podem ser usados para estimar as isotermas de adsorção de umidade, a 25ºC, da Chlorella sp. secas de todos os tratamentos,e foram classificadas como tipo II (TC, T1 e T5) e tipo III (T2, T3 e T4). Diante dos resultados constatou-se que a produção da biomassa da Chlorella sp. apresenta grande potencial de aplicação industrial para a produção de lipídeos e carboidratos com menores concentrações de NPK e ferro, que são os elementos de maior custo na produção de biomassa para aplicações nas áreas de alimentos e energia. / Microalgae produce high amounts of the compounds, mainly lipids and sugars. When these are subjected to nutrient variations can greatly increase the concentration of these compounds, which are used for food production, biofuel, cosmetic and pharmaceutical components. This research aimed to carry out the cultivation of icroalgae Chlorella sp.,Open photobioreactor field with different concentrations of nutrients in six different treatments (TC, T1, T2, T3, T4 and T5), dry biomasses of different treatments and character- them as to the physical, chemical and physical-chemical parameters, but also build their moisture adsorption isotherms at 25 ° C. The strain used in this study was isolated from the Conception dam, located in Tamanduá Farm, Santa Teresinha, PB, and the medium was medium MC. (Medium Chlorella ellipsodea). The microalgae features for 16 days of culture were evaluated with respect to cell growth (wet weight, dry weight), lipid content and total sugars. According to the results it was found that the higher biomass Chlorella sp. in terms of dry weight was achieved in the TC treatment, T1, T2 and T5 on the 10th day of culture and treatments with the reduction in the concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium and iron was increased lipid synthesis; for treatments T3 and T4 the highest dry weight was achieved in the 12th and 16th day of cultivation, respectively. The reduction in the concentrations of the elements nitrogen, phosphorus, potassium and iron did not favor increased production of minerals, proteins, chlorophyll and pheophytin. The models of GAB, Oswin Peleg and can be used to estimate the moisture adsorption isotherms at 25 ° C, the Chlorella sp. dry all treatments and were classified as Type II(CT, T1 and T5) and type III (T2, T3 and T4). From the results it was found that the production of biomass Chlorella sp. It has great potential forindustrial application for the production of lipids and carbohydrates with lower NPK and ironconcentrations, which are the largest cost component in the production of biomass for applications in the areas of food and energy.