Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-05T12:16:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1427163 bytes, checksum: 6b6a30efc47f3eda1d294da762ef5845 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T12:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1427163 bytes, checksum: 6b6a30efc47f3eda1d294da762ef5845 (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Leveduras floculantes são usadas em processos industriais pois representam uma estratégia simples e econômica para recuperar as células a partir do mosto fermentado. No entanto, as leveduras só conseguem expressar o fenótipo floculante em condições extremas, nas quais, a integridade da população esteja sendo afetada. Neste trabalho, foi descrita a construção de novas linhagens de Kluyveromyces marxianus CCT 7735 capazes de expressar constitutivamente um fenótipo floculante a partir da integração de DNA linear correspondente aos genes FLO1, FLO5, FLO9 e FLO10 de Saccharomyces cerevisiae BY4700. Todas as linhagens recombinantes mostraram fenótipo floculante a temperaturas de 40°C e 45°C. As linhagens recombinantes de K. marxianus CCT 7735 FLO1 e FLO9 mostraram um perfil similar de produção de etanol quando comparadas com K. marxianus CCT 7735 tipo selvagem. Estas linhagens recombinantes possuem um fenótipo floculante estável que proporciona uma vantagem sobre o tipo selvagem em relação ao uso em sistemas de fermentação em temperaturas elevadas. / Flocculent yeasts are used in industrial processes because is a simple and cost-effective strategy for cell recovery from fermentation mash. However, yeast only shows natural flocculent phenotype in extreme conditions, which makes it a complex phenotype. Here, we describe the construction of novel Kluyveromyces marxianus CCT 7735 strains expressing constitutive flocculent phenotype by linear DNA integration of FLO1, FLO5, FLO9 and FLO10 genes from Saccharomyces cerevisiae BY4700. All recombinant strains showed flocculation ability at 40°C and 45°C, K. marxianus CCT 7735 FLO1 and FLO9 strains showed similar ethanol production profile when compared to K. marxianus CCT 7735 wild type. These novel strains have special flocculent characteristics that provide an advantage over wild type for use in continuous ethanol fermentation systems at high temperatures.

Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado de goma de cajueiro graftizada com poliacrilamida (GC-g-PAM) foi desenvolvido para uso como floculante no tratamento de águas. Foi investigado o efeito da concentração de acrilamida e do iniciador persulfato de potássio, da energia de micro-ondas e de ultrassom sobre a eficiência da reação, produtividade e viscosidade intrínseca dos copolímeros GC-g-PAM. As matérias-primas e os copolímeros graftizados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, ressonância magnética nuclear, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial e espalhamento de luz dinâmico. A síntese realizada por ultrassom permitiu a obtenção de copolímeros graftizados com elevada eficiência de grafting e viscosidade intrínseca, em curto período de tempo. Os copolímeros obtidos com baixa concentração de iniciador (1,90×10−4 mol e 2,85×10−4 mol) apresentaram raio hidrodinâmico 1,5 vezes maior do que o raio da goma de cajueiro devido à graftização de cadeias longas de poliacrilamida nas cadeias da goma de cajueiro. A estrutura química dos copolímeros graftizados afetou positivamente o desempenho destes quando utilizados como floculante no processo de floculação. Os copolímeros GC-g-PAM apresentaram eficiência superior a 90% na remoção da turbidez de suspensão aquosa de caulim, usada como referência, bem como em água de abastecimento in natura. A grande vantagem dos floculantes GC-g-PAM reside no fato destes apresentarem cadeia macromolecular biodegradável e cadeias laterais menores do que a cadeia principal da poliacrilamida comercial, não biodegradável, utilizada como floculante. O uso do floculante derivado da goma de cajueiro para recuperação e purificação de águas, em detrimento do floculante sintético, visa a longo prazo diminuir o impacto ambiental causado pelo acúmulo de floculante sintético no lodo, já que esse não é biodegradável. / In this work a polymer electrolyte derived from cashew gum with polyacrylamide (GC-g-PAM) was developed for use as a flocculant in water treatment. The effect of concentration of acrylamide and potassium persulfate initiator, as well as microwave and ultrasound energy over the grafting efficiency, productivity, and intrinsic viscosity of copolymers GC-g-PAM were investigated. The raw materials and grafted copolymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and dynamic light scattering. The synthesis performed with ultrasound allowed the achievement of grafted copolymer with high grafting efficiency and intrinsic viscosity, in a short reaction time. The copolymers obtained at low initiator concentration (1.90×10−4 mol and 2.85×10−4 mol) presented a hydrodynamic radius 1.5 times larger than the one from cashew gum due to grafting of long chains of polyacrylamide onto cashew gum backbone. The chemical structure of grafted copolymers affected positively the performance of flocculants when they were used in flocculation processes. The turbidity removal of copolymer GC-g-PAM in kaolin suspension, used as reference, and in water treatment was higher than 90%. The great advantage of flocculants GC-g-PAM lies in the fact that they show biodegradable macromolecular chain with branches that are shorter than polyacrylamide commercial, non-biodegradable, used as a flocculant. The use of flocculant derived from cashew gum for water purification and recovery, instead of synthetic flocculant, in long term will decrease the environmental impact caused by the accumulation of synthetic flocculant in the sludge, since it is non-biodegradable.

Submitted by Angelo Silva (asilva@icict.fiocruz.br) on 2016-07-13T18:29:36Z No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 71830.pdf: 2736652 bytes, checksum: 9835f8cf2dae1d7296d4ade3aacbc556 (MD5) / Approved for entry into archive by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2016-08-24T14:07:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 71830.pdf: 2736652 bytes, checksum: 9835f8cf2dae1d7296d4ade3aacbc556 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T14:07:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 71830.pdf: 2736652 bytes, checksum: 9835f8cf2dae1d7296d4ade3aacbc556 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2016 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Atualmente, os vírus entéricos, principalmente os norovírus humanos (NoV), são descritos como os principais causadores de surtos de doenças transmitidas por alimentos (DTA), especialmente os de rápido preparo e consumo, como frutas e frios. Devido às baixas concentrações de vírus entéricos em amostras de alimentos, é necessário dispor de um método de detecção rápido e eficiente que permita esclarecer surtos de origem alimentar e implementar medidas de prevenção quando necessárias. Este estudo teve como objetivo adaptar e avaliar a metodologia de floculação orgânica com leite desnatado para recuperação de vírus em frutas e queijos, comparando sucesso e eficiência de recuperação viral com outras metodologias previamente estabelecidas, assim como avaliar a qualidade microbiológica destes alimentos em municípios do Estado do Rio de Janeiro incluindo a pesquisa de vírus gastroentéricos. Ensaios de contaminação artificial em morangos, tomates e queijos foram realizados para recuperação de NoV GII.4 e norovírus murino 1 (MNV-1). O método de floculação orgânica por leite se mostrou eficiente para recuperação de NoV a partir de morangos e tomates quando comparado com métodos de polietileno glicol (PEG) e filtração por membranas carregadas negativamente. Entretanto, não se mostrou eficiente na recuperação viral em queijos, quando comparado com o método de extração direta por TRIzol® Para avaliação da qualidade microbiológica destes alimentos, 270 amostras (90 de cada matriz) obtidas comercialmente foram concentradas por floculação orgânica (morangos e tomates) e TRIzol® (queijos). Todas as amostras foram testadas por PCR quantitativo (qPCR) para investigação de NoV GI, GII e adenovírus humanos (HAdV). MNV-1 foi utilizado com sucesso como controle interno de processo em todas as reações. NoV foram identificados apenas nas amostras de queijos, enquanto a presença de HAdV foi observada em frutas e queijos. Adicionalmente foram realizadas analises bacteriológicas que revelaram coliformes termotolerantes em amostras de morangos e queijos. Nas amostras de queijos também se observou contaminação por Staphyloccocus coagulase positiva, abaixo dos padrões determinados pela legislação brasileira. Concluindo, os resultados obtidos neste estudo apresentam a metodologia de floculação orgânica como alternativa de baixo custo, para frutas, e o uso do TRIzol® em queijos que auxiliarão na vigilância laboratorial de surtos, gerando informações que permitam uma estimativa mais exata da proporção de surtos de NoV atribuídos a transmissão de origem alimentar / Currently, enteric víruses, primarily human norovírus (NoV), are described as the main cause of foodborne disease outbreaks (FBD), especially those of rapid preparation and consumption, like fruits and dairy. Due to the low concentrations of enteric vírus in food samples, it is necessary to have a fast and efficient detection method that allows to elucidate foodborne outbreaks and to implement preventive measures when necessary. This study aimed to adapt and evaluate the skimmed milk organic flocculation methodology for vírus recovery in fruits and cheeses, comparing success and the efficiency of viral recovery with other previously established methods, and assess the microbiological quality of food in the State of the Rio de Janeiro municipalities including gastroenteric vírus. Artificially contaminated strawberries, tomatoes and cheeses were evaluated for NoV GII.4 and murine norovírus 1 (MNV-1) recovery. The organic flocculation method was efficient for the NoV recovery from strawberries and tomatoes as compared to polyethylene glycol (PEG) and filtration negatively charged membranes. However, this methodology was not efficient for viral recovery in cheese when compared with the method of direct extraction by TRIzol® To evaluate the microbiological quality of food, 270 samples (90 of each matrix) commercially obtained were concentrated by organic flocculation (strawberries and tomatoes) and TRIzol® (cheese). All samples were assayed by quantitative PCR (qPCR) for investigation NoV GI, GII and human adenovírus (HAdV). MNV-1 was successfully used as an internal control process in all reactions. NoV were identified only in the cheeses samples, while the presence of HAdV was observed in fruits and cheese. In addition bacteriological analysis revealed that fecal coliforms in samples of strawberries and cheese. In cheese samples was also observed contamination for Staphylococcus coagulase positive below the Standards Brazilian. In conclusion, the results of this study present a skimmed milk organic flocculation methodology as a low cost alternative, for fruits, and the use of TRIzol® in cheeses that can assist in laboratory surveillance of outbreaks, generating information for a more accurate estimate of the proportion of NoV outbreaks attributed to foodborne transmission

Em um tratamento de águas de abastecimento ou residuárias, a coagulação/floculação é um processo de grande importância. A determinação dos agentes coagulante/floculante e a quantidade necessária de cada um deles são problemas rotineiros para os profissionais e podem influenciar na qualidade do tratamento. Determinar o tamanho dos flocos é fundamental para que a operação de floculação ocorra com melhor eficiência. Ainda, variáveis hidrodinâmicas, como a velocidade, volume das partículas e do recipiente, também têm a mesma importância nesta finalidade. No presente trabalho, a modelagem do processo de floculação via balanço populacional foi estudada com o objetivo de prever a formação de agregados/flocos em relação com o tempo até atingir o estado estacionário e em condições de operação distintas. Assim, um modelo de balanço populacional pela técnica de discretização por pivô fixo foi implementado no software EMSO. Um estudo foi realizado através de processamento/análise de imagens capturadas em um experimento de coagulação/floculação. As imagens obtidas do processo de floculação foram analisadas e foi verificado a distribuição do tamanho dos flocos. Com os dados de volume e concentração inicial de partículas foi possível a simulação no modelo matemático. Assim tornou-se possível observar o crescimento, a estabilização, o comportamento dos flocos em comparação com o modelo matemático e a frequência desses flocos em cada tamanho em diferentes condições, como o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas. Os resultados obtidos em comparação com os dados experimentais e a simulação do modelo matemático foram possíveis verificar comportamento semelhante de distribuição de tamanho de flocos. A partir dessa análise, o modelo matemático mostrou-se satisfatório em prever o comportamento experimental. Em diferentes condições pode-se verificar que o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas influenciam na formação e estabilização dos flocos. Este estudo teve a utilização de softwares de livre acesso para trazer a proposta de implementação a fim de trazer economia de agentes químicos utilizados e melhoria nos processos de operação da estação tratamento de efluentes. / In a wastewater treatment, coagulation / flocculation is a process of great importance. The determination of coagulant / flocculant agent and the required amount of each problems are routine for professional and can influence the quality of treatment. Determination the flocs size is essential for flocculation operation to occur with greater efficiency. Still, hydrodynamic variables, such as speed, particles volume and the container also have the same importance in this purpose. In the present work, modeling of flocculation process by population balance was studied in order to predict the formation of aggregates / flocs in relation to time to reach steady state and at different operating conditions. Thus, a population balance model by discretization technique for fixed pivot was implemented in EMSO software. A study was conducted through the processing / analysis of images captured on an experiment coagulation / flocculation. Images obtained in the flocculation process were analyzed and it was found the size distribution of flocs. With the volume and initial particle concentration values, simulation was possible in mathematical model. Thus it became possible to observe the growth, establization and behavior of flocs in comparison with the mathematical model, and the frequency of such flocs in each size in different conditions, such as the velocity gradient and the initial particle concentration. The results obtained in comparison to experimental data and simulation of the mathematical model we observed behavior flocs size distribution similar. From this analysis, mathematical model was satisfactory to predict the experimental behavior. Under different conditions can be seen that the velocity gradient and the initial concentration of particles influence the formation and stabilization of flocs. This study was the use of software-free access to bring the implementation of proposal in order to bring savings of chemicals used and improvement in operating processes of wastewater treatment station.

No presente trabalho foi estudado o tratamento do efluente líquido de uma indústria de defensivos agrícolas, que se caracteriza por apresentar alta DQO (Demanda Química de Oxigênio) e alta toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi investigar o processo de coagulação/floculação associado ao processo de adsorção em carvão ativo na remoção de DQO e na redução da toxicidade do efluente, para adequá-lo ao tratamento posterior por lodos ativados. Foram realizados testes para analisar a eficiência desse processo e obteve-se uma excelente redução na DQO e uma boa redução da toxicidade. A remoção média de DQO ficou entre 73,4 e 93,5% e todas as correntes encontravam-se dentro dos limites estabelecidos pela DZ-205, legislação estadual da FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente) para envio à unidade de tratamento biológico. Obteve-se também boa redução da toxicidade, o que indica que os efluentes analisados podem ser enviados para o tratamento biológico. Essa metodologia também permitiu a otimização do processo de pré-tratamento dos efluentes em diversos aspectos: redução do consumo de carvão ativo, redução do tempo de operação e redução de 19,7% nos custos operacionais. / In the present work the wastewater treatment from a pesticides industry was investigated, the wastewater has the following characteristics: high COD (Chemical Oxygen Demand) and sometimes high toxicity. The main objective of this study was to investigate the coagulation/floculation process associated with the activated carbon adsorption process to remove COD and to reduce toxicity from the wastewater, leading it adequate for a latter treatment with activated sludge. The results showed that the process led to an excellent reduction of COD and an appreciable reduction of the toxicity. The COD removal was comprised between 73.4 and 93.5% and the treated effluents fulfilled the requirements established by DZ-205 from FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente). Toxicity was appreciably removed, indicating that the treated effluent can be sent to a biological treatment process. It was possible to improve the wastewater pre-treatment process in some aspects: reduction of the activated carbon consumption, reduction of the operational process duration and reduction of 19.7% on the operational costs.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1393937 bytes, checksum: d627ac6102daffc287744ec3395e1fd3 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Flocculent yeasts are useful in fermentation processes because they can be easily separated from the fermentation mash reducing costs with cell separation equipment. The flocculation phenotype is not often found in native yeasts, including the species Kluyveromyces marxianus which has a high biotechnological potential due to its ability to assimilate a variety of substrates, ferment at higher temperatures and present a high growth rate. This work aimed at the construction of flocculent strains of K. marxianus with potential to ferment agro-industrial residues. The cassettes used in the construction of flocculent strains of K. marxinaus were amplified from 4 different flocculent strains of Saccharomyces cerevisiae, each strain has a cassette consisting of the URA3 gene as a selection mark and a flocculation gene FLO under control of the constitutive promoter TDH3 (URA3-TDH3p-FLO) and each of these strains contains a different flocculation gene (FLO1, FLO5, FLO9 and FLO10). In order to obtain an auxotrophic mutant strain of K. marxinaus UFV-3, the URA3 gene of this strain was amplified and cloned. Then a fragment of its coding region was removed yielding an inactive gene (URA3Δ), which was used in the transformation of K. marxinaus UFV-3. Due to the impossibility to obtain an auxotrophic strain of K. marxinaus UFV-3, we used the CBS 6556 strain auxotrophic for uracil. This strain was transformed by electroporation using the cassettes from S. cerevisiae. We obtained 4 flocculent strains of K. marxianus CBS 6556 that were selected by growth in medium without uracil. By carrying out the phenotypic analysis of the transformants, it was found that all the strains were flocculants; however, the flocculation degree was different between the 4 strains. The fermentation characteristics of the flocculent strains of K. marxianus were evaluated by using glucose, lactose and glucose/lactose as carbon and energy source and it was found that the strain transformed with the cassette containing the gene FLO9 (KMCBSFLO9) was the strain that showed the best fermentative performance preserving its ability to flocculation. In order to verify the influence of flocculation phenotype in the alcohol tolerance, the KMCBSFLO9 strain, the less flocculant strain (KMCBSFLO10) and the no-flocculant strain (KMCBSΔURA3) were cultured in the presence of different concentrations of ethanol. The results showed that the flocculent and no-flocculant strains present higher cell viability after 12 hours of culture in the presence of different concentrations of ethanol. / Leveduras floculantes são de grande utilidade em processos fermentativos, pois são separadas facilmente do mosto de fermentação. Diminuindo os custos associados á etapa de separação das células. O fenótipo de floculação não é encontrado com frequência em leveduras nativas, incluindo a espécie Kluyveromyces marxianus a qual apresenta alto potencial biotecnológico devido a sua hablilidade de assimilar um amplo espectro de substratos, apresentar uma alta taxa de crescimento e ser termotolerante. Este trabalho teve como objetivo a construção de linhagens floculantes de K. marxianus com potencial para fermentar resíduos agroindustriais. Os cassetes utilizados na construção das linhagens floculantes de K. marxinaus foram amplificados de 4 linhagens floculantes de Saccharomyces cerevisiae que possuem, cada uma, um cassete constituído pelo o gene URA3 como marca de seleção e por um gene de floculação FLO, sob o controle do promotor constitutivo TDH3 (URA3-TDH3p-FLO). Sendo que cada uma dessas linhagens contém um gene de floculação diferente (FLO1, FLO5, FLO9 E FLO10). A fim de obter um mutante auxotrófico da linhagem de K. marxinaus UFV-3 o gene URA3 desta linhagem foi amplificado, clonado e um fragmento da sua região codificadora foi retirado obtendo-se um gene inativo URA3Δ que foi utilizado na transformação da K. marxinaus UFV-3. Neste trabalho não foi possível obter uma linhagem de K. marxinaus UFV-3 auxotrófica para uracila, por isso utilizamos a linhagem CBS 6556 já auxotrófica para uracila. Esta linhagem foi transformada por eletroporação utilizando os cassetes FLO obtendo-se 4 diferentes linhagens floculantes de K. marxianus CBS 6556 que foram selecionadas em meio sem uracila. A análise fenotípica dos transformantes mostrou que que todas as linhagens eram floculantes, contudo, o grau de floculação variou entre as 4 linhagens. Avaliou-se o perfil fermentativo das linhagens floculantes de K. marxianus utilizando glicose, lactose e glicose mais lactose como fonte de carbono e energia. Foi verificado que a linhagem transformada com o cassete contendo o gene FLO9 (KMCBSFLO9) apresentou melhor capacidade fermentativa e manteve sua capacidade de floculação. Com a finalidade de verificar a influência do fenótipo de floculação na viabilidade celular em resposta ao etanol a linhagem de KMCBSFLO9, assim como da linhagem menos floculante (KMCBSFLO10), e a não floculante (KMCBSΔURA3) foram cultivadas na presença de diferentes concentrações de etanol. Os resultados demonstraram que tanto a linhagem não floculante como as duas linahgens floculantes se mostraram resistentes ao etanol.

No presente trabalho foi estudado o tratamento do efluente líquido de uma indústria de defensivos agrícolas, que se caracteriza por apresentar alta DQO (Demanda Química de Oxigênio) e alta toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi investigar o processo de coagulação/floculação associado ao processo de adsorção em carvão ativo na remoção de DQO e na redução da toxicidade do efluente, para adequá-lo ao tratamento posterior por lodos ativados. Foram realizados testes para analisar a eficiência desse processo e obteve-se uma excelente redução na DQO e uma boa redução da toxicidade. A remoção média de DQO ficou entre 73,4 e 93,5% e todas as correntes encontravam-se dentro dos limites estabelecidos pela DZ-205, legislação estadual da FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente) para envio à unidade de tratamento biológico. Obteve-se também boa redução da toxicidade, o que indica que os efluentes analisados podem ser enviados para o tratamento biológico. Essa metodologia também permitiu a otimização do processo de pré-tratamento dos efluentes em diversos aspectos: redução do consumo de carvão ativo, redução do tempo de operação e redução de 19,7% nos custos operacionais. / In the present work the wastewater treatment from a pesticides industry was investigated, the wastewater has the following characteristics: high COD (Chemical Oxygen Demand) and sometimes high toxicity. The main objective of this study was to investigate the coagulation/floculation process associated with the activated carbon adsorption process to remove COD and to reduce toxicity from the wastewater, leading it adequate for a latter treatment with activated sludge. The results showed that the process led to an excellent reduction of COD and an appreciable reduction of the toxicity. The COD removal was comprised between 73.4 and 93.5% and the treated effluents fulfilled the requirements established by DZ-205 from FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente). Toxicity was appreciably removed, indicating that the treated effluent can be sent to a biological treatment process. It was possible to improve the wastewater pre-treatment process in some aspects: reduction of the activated carbon consumption, reduction of the operational process duration and reduction of 19.7% on the operational costs.

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis / The cultivation of microalgae is a feedstock for biofuel production and carbon sequestration due to advantages such as high-biomass production and, fast growth when compared to other energy sources and does not require fertile land. This work aimed to study methods for biomass concentration. The microalgae used was Isochrysis galbana. The cultivation lasted 20 days and initial concentration of 70,000 cells / mL F2/Guillard culture medium and were performed in. Photobioreactors of 500 mL, 3 L and 12 L. The experiments were conducted in photoperiod of 12 h light / dark, temperature of 27-29 C. At the end of cultivation, samples were taken for the sequence of separation processes Initially, tests were performed on microfiltration membrane with 0.45 μm pore diameter in a dead-end procedure, and the rapid and intense formation of fouling layer was noted. One step of preliminary separation by flocculation previous to microfiltration was added to the process, using Al2(SO4)3 as flocculant agent. The coagulated medium was then filtered and microfiltered. The combined study of three separation steps allowed 99% removal of biomassa.O oil content obtained was 22.4%. Therefore, the work presents a configuration in biomass concentration of Isochrysis galbana aiming at the process of production of biofules

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The settling vessels are equipment destined to solid-liquid separation; usually have continuous operation, with a circular section, presenting one conic and one cylindrical part. The solid particle splitting with small granular becomes difficult through the operation of conventional sedimentation. An expedient very used in the industry is the flocculant substance addition, whose objective is to promote the precipitation of particles, in which decantation speed is upper than the single one. The present work aim the study of the burst operational conditions that influence the formation and the stability of these aggregates, the flake and the effect of pH and the concentration of flocculant in the capacity of conventional settling vessel, which area of the transversal remains constant, considering this operational conditions. The experiments were made using a kaolin suspension, with pH adjustment and iron sulfate as flocculant. It was made batch sedimentation tests to find great points of pH and flocculant concentration on sedimentation and calculate the maxim rate of sedimentation by Kynch (1952) method. The experimental design results in a great pH of 7,5 and flocculant concentration of 0,0031mL/g of kaulim; using the flocculation process the diameter particle raised of 5,06 to 311_m; the batch sedimentation experiments were very efficient in spite of simplicity, obtaining a good adjustment of experimental data by constitutive equations of TILLER e LEU (1980) for pression and permeability; the area of transversal section had an influence in sedimentation velocity, the biggest one provide a bigger velocity, indicating a wall effect in the process; calculating the settling vessel capacity by Kynch (1952) method, a great performance was showed up with flocculation process, showing its importance in sedimentation of very small particles, and this study ended in a suggestion of a procedure to a continuous operation of a conventional settling vessel with suspensions previously flocculated. / A sedimentação é uma das operações unitárias mais utilizadas na indústria química. Nela, as fases sólida e líquida são separadas devido à diferença de peso. Para o caso de partículas sólidas muito pequenas, a eficiência de separação diminui drasticamente, inviabilizando a separação com padrões aceitáveis, tornando-se então necessária a pesquisa de métodos para otimização da eficiência de separação. Uma maneira de contornar tal situação consiste na adição de agentes floculantes, cuja ação consiste em produzir estruturas complexas (flocos) com os quais as partículas sólidas interagem e podem ser adsorvidas. Tais estruturas possuem peso suficientemente alto para promover a separação de forma adequada. Os objetivos desse trabalho foram estudar as variáveis que afetam o desempenho de sedimentadores convencionais operando com suspensões previamente floculadas, tais como o pH e a massa de material floculante e apresentar um procedimento para sedimentação contínua com floculação utilizando o sedimentador convencional. Os experimentos foram conduzidos utilizando-se suspensões aquosas de caulim, com ajuste de pH, floculada com sulfato férrico. Foram feitos experimentos em batelada em proveta para encontrar os pontos ótimos de pH e concentração de floculante na sedimentação; experimentos em batelada em proveta e no sedimentador para determinação da taxa máxima de sedimentação pelos métodos de Kynch (1952) e Tiller e Chen (1988). O planejamento experimental resultou em um pH ótimo de operação de 7,5 e concentração ótima de floculante de 0,0031mL/g de caulim; utilizando o processo de floculação conseguiu-se um aumento do diâmetro médio da partícula de 2,9 para 311_m; os ensaios de proveta se mostraram muito eficientes apesar da simplicidade, pois obteve-se um bom ajuste dos resultados experimentais pelas equações constitutivas de TILLER e LEU (1980) para pressão e permeabilidade; houve uma influência da área da seção transversal na velocidade de sedimentação, as provetas de maiores diâmetros proporcionaram as maiores velocidades, indicando que o efeito de parede interfere no processo; o calculo da capacidade do sedimentador pelos métodos de Kynch e Tiller e Chen forneceram um melhor desempenho utilizando-se o processo de floculação, mostrando assim a importância de se utilizar este processo nos casos de sedimentação de partículas muito finas.O estudo da sedimentação com floculação proporcionou a sugestão de um procedimento para a operação contínua do sedimentador convencional operando com suspensões previamente floculadas. / Mestre em Engenharia Química

Em um tratamento de águas de abastecimento ou residuárias, a coagulação/floculação é um processo de grande importância. A determinação dos agentes coagulante/floculante e a quantidade necessária de cada um deles são problemas rotineiros para os profissionais e podem influenciar na qualidade do tratamento. Determinar o tamanho dos flocos é fundamental para que a operação de floculação ocorra com melhor eficiência. Ainda, variáveis hidrodinâmicas, como a velocidade, volume das partículas e do recipiente, também têm a mesma importância nesta finalidade. No presente trabalho, a modelagem do processo de floculação via balanço populacional foi estudada com o objetivo de prever a formação de agregados/flocos em relação com o tempo até atingir o estado estacionário e em condições de operação distintas. Assim, um modelo de balanço populacional pela técnica de discretização por pivô fixo foi implementado no software EMSO. Um estudo foi realizado através de processamento/análise de imagens capturadas em um experimento de coagulação/floculação. As imagens obtidas do processo de floculação foram analisadas e foi verificado a distribuição do tamanho dos flocos. Com os dados de volume e concentração inicial de partículas foi possível a simulação no modelo matemático. Assim tornou-se possível observar o crescimento, a estabilização, o comportamento dos flocos em comparação com o modelo matemático e a frequência desses flocos em cada tamanho em diferentes condições, como o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas. Os resultados obtidos em comparação com os dados experimentais e a simulação do modelo matemático foram possíveis verificar comportamento semelhante de distribuição de tamanho de flocos. A partir dessa análise, o modelo matemático mostrou-se satisfatório em prever o comportamento experimental. Em diferentes condições pode-se verificar que o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas influenciam na formação e estabilização dos flocos. Este estudo teve a utilização de softwares de livre acesso para trazer a proposta de implementação a fim de trazer economia de agentes químicos utilizados e melhoria nos processos de operação da estação tratamento de efluentes. / In a wastewater treatment, coagulation / flocculation is a process of great importance. The determination of coagulant / flocculant agent and the required amount of each problems are routine for professional and can influence the quality of treatment. Determination the flocs size is essential for flocculation operation to occur with greater efficiency. Still, hydrodynamic variables, such as speed, particles volume and the container also have the same importance in this purpose. In the present work, modeling of flocculation process by population balance was studied in order to predict the formation of aggregates / flocs in relation to time to reach steady state and at different operating conditions. Thus, a population balance model by discretization technique for fixed pivot was implemented in EMSO software. A study was conducted through the processing / analysis of images captured on an experiment coagulation / flocculation. Images obtained in the flocculation process were analyzed and it was found the size distribution of flocs. With the volume and initial particle concentration values, simulation was possible in mathematical model. Thus it became possible to observe the growth, establization and behavior of flocs in comparison with the mathematical model, and the frequency of such flocs in each size in different conditions, such as the velocity gradient and the initial particle concentration. The results obtained in comparison to experimental data and simulation of the mathematical model we observed behavior flocs size distribution similar. From this analysis, mathematical model was satisfactory to predict the experimental behavior. Under different conditions can be seen that the velocity gradient and the initial concentration of particles influence the formation and stabilization of flocs. This study was the use of software-free access to bring the implementation of proposal in order to bring savings of chemicals used and improvement in operating processes of wastewater treatment station.