Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-02-17T15:55:36Z No. of bitstreams: 1 Rebeca Ferreira Lemos Vasconcelos.pdf: 270482 bytes, checksum: 094a646397559de7fef19a7c96db3c1f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T15:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rebeca Ferreira Lemos Vasconcelos.pdf: 270482 bytes, checksum: 094a646397559de7fef19a7c96db3c1f (MD5) Previous issue date: 2012-12-20 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Currently there is much debate about the production of biodiesel and ethanol, and new technologies studied for obtaining oil, for example, microalgae, which are one of the most effective systems for conversion of solar energy into organic compounds. These compounds are mostly carbohydrates, proteins and lipids. The major difficulty in the production of biofuels through the harvesting of algae is therefore still quite expensive methods such as centrifugation, flocculation, sedimentation and filtration. This study aims to evaluate the effect of different flocculants in obtaining the biomass of Chlorella vulgaris (Chordat). The experimental design was completely randomized, with four bioassays, in which the first three comprised four treatments and three repetitions each composed of different treatments molalitys (0.1 M, 0.3 M, 0.5 M and 0.9 M) for flocculating agents sodium hydroxide, ferric chloride and aluminum polychloride. Subsequently fourth bioassay was performed which consisted of three treatments and three replications, where treatments consisted of different flocculating agents (sodium hydroxide, poly aluminum chloride and ferric chloride), in the same molar concentration (0.5 M). For experimentation microalgae of the species C. vulgaris were primed in experimental units, transparent materials with a volume of 2000 mL, reaching the seventh day the exponential phase of their growth curve obtained in previous tests. From the seventh day was started with a flocculation concentration algal average 1085 x 104 cel. mL-1, with a temperature of 22 ± 2 ° C and pH 7.0, constant aeration and light intensity of 2000 lux. Was added in experimental units 1 ml of standard solutions of flocculating agents then microalgae were subjected to moderate stirring continuously for 30 seconds. The pH variation data were interpreted by Analysis of Variance (ANOVA) followed by Tukey's test for comparison of means at the level of 5%. Analysis of the data verified that all treatments were different (P <0.05), but the use of sodium hydroxide as the flocculating agent obtained best results, we can conclude that where sodium hydroxide is the most suitable for flocculating agent quickly raise the pH of the culture (11.00 ± 0.37), thus leading to cell clumping and settling in a short time, and greater weight of biomass compared to other treatments. / Atualmente existe muita discussão sobre a produção de Biodiesel e etanol, sendo estudadas novas tecnologias para a obtenção de óleo, como por exemplo, as microalgas, que são um dos mais eficientes sistemas de transformação de energia solar em compostos orgânicos. Esses compostos são em sua maioria carboidratos, proteínas e lipídeos. A grande dificuldade para a produção de biocombustíveis através das algas é a colheita, pois ainda são métodos bastante onerosos, como a centrifugação, floculação, sedimentação, e filtração. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito dos diferentes floculantes na obtenção da biomassa da Chlorella vulgaris (Chordat). O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, composto por quatro bioensaios, nos quais os três primeiros compreendiam quatro tratamentos e três repetições cada, sendo os tratamentos compostos por diferentes molalidades (0,1M, 0,3M, 0,5M e 0,9M) para os agentes floculantes hidróxido de sódio, cloreto férrico e policloreto de alumínio. Posteriormente foi realizado o quarto bioensaio o qual era composto por três tratamentos e três repetições, onde os tratamentos consistiram em diferentes agentes floculantes (hidróxido de sódio, policloreto de alumínio e cloreto férrico), na mesma concentração molar (0,5M). Para a experimentação as microalgas da espécie C. vulgaris foram condicionadas em unidades experimentais, materiais transparentes com volume útil de 2000 mL, atingindo no sétimo dia a fase exponencial de sua curva de crescimento obtida em testes anteriores. A partir do sétimo dia deu-se início a floculação com uma concentração algal média de 1085 x 104 cel. mL-1, com temperatura de 22±2°C e pH 7,0, aeração constante e intensidade luminosa de 2000 lux. Foi adicionado nas unidades experimentais 1 mL de soluções padrão dos agentes floculantes, em seguida as microalgas foram submetidas a agitação moderada constante durante 30 segundos. Os dados da variação de pH foram interpretados por meio da análise de variância (ANOVA) seguido pelo teste Tukey para comparação de médias ao nível de 5%,. Após análise dos dados verificou-se que todos os tratamentos foram diferentes (P<0,05), porém a utilização do hidróxido de sódio como agente floculante obteve melhor resultado, onde podemos concluir que o hidróxido de sódio é o agente floculante mais indicado por elevar mais rapidamente o pH da cultura (11,00±0,37), ocorrendo assim a aglutinação e a decantação das células em um curto espaço de tempo, e maior peso da biomassa em relação aos outros tratamentos.

Researches are done with the aim of select yeast strains that plays a differentiated role in the process of alcoholic fermentation, with the purpose of improve the performance in the ethanol production and decrease the productions costs. In this work it was studied the application of Saccharomyces cerevisiae yeasts with flocculent features in fed batch reactor. It was evaluated the fermentative capacity of six strains of flocculent yeasts. The yeast C2/00 was involved in higher productivity and yield in ethanol compared to other yeasts tested. After it was studied the alcoholic fermentation in fed batch reactor using the yeast C2/00. The fermentations were performed at 32°C and initial pH adjusted in 4.5. The process was optimized in sucrose concentration of 170 g/L, cell concentration in the inoculum of 40% (v/v) and filling time of 6 hours, it is obtaining a yield of 92.20% in relation to the theoretical one, productivity of 6.01 g/L.h and residual sucrose of 42.84 g/L in 10.5 hours of fermentative process. It was studied the influence of cells recirculation during the fermentative process and the influence of initial concentration of ethanol and substrate in inoculum on the fed batch process with the aim of improve the productivity and reduce the residual sugar. From of this study it was obtained 92.75% of yield, 9.26 g/L.h of productivity, 2.9 g/L of residual sucrose concentration and the ethanol concentration produced was 83.37 g/L in 9 hours of fermentative process. The inhibition by the substrate and product model to the kinetics of alcoholic fermentation was proposed. The parameters of model were calculated by means of nonlinear adjust to the experimental results of growth of yeast, substrate consumption and formation of product to the batch reactor. The maximum specific speed of growth was 0.103 h-1 with KI and Ks equal to 109.86 and 30.24 g/L, respectively. With the experimental results of fed batch reactor and fed batch with recycle, it can be noted a good fit to the model proposed, resulting in a maximum specific velocity of growth of 0.080 h-1 to the process in fed batch without recycle and 0.182 h-1 to the fed batch process with recycle of fermentative media. The ethanol concentration in which the production of it is completely inhibited (P max) was 110 gethanol /L , approximately 13.92% (v/v). For the result of maximum concentration of product that inhibits fully the microorganisms growth (Pmax) was 12% (v/v), corresponding to 94.8 g/L of ethanol. The specific velocity of sedimentation (SVS) to the yeast C2/00 in pH 5 was 0.240 min-1 and the sedimentation rate of the test beaker was 0.444 cm/min. The alcoholic fermentation, using the flocculent yeast Saccharomyces cerevisiae in fed batch reactor with recycle of fermentative media provided higher productivity and yields when compared to the reported data by literature, in which used batch reactor or fed batch without recycle of fermentative media. / Com o objetivo de melhorar o desempenho na produção de etanol e diminuir os custos de produção, pesquisas são realizadas no intuito de selecionar linhagens de leveduras que vêm sendo diferenciadas no processo de fermentação alcoólica. Neste trabalho estudou-se a aplicação de leveduras Saccharomyces cerevisiae com características floculantes em reator batelada alimentada. Avaliou-se a capacidade fermentativa de seis cepas de leveduras floculantes. A levedura C2/00 foi a gerou maiores produtividade e rendimento em etanol em comparação às outras leveduras testadas. Posteriormente, estudou-se a fermentação alcoólica em processo batelada alimentada utilizando a levedura C2/00. As fermentações foram realizadas a 32°C e pH inicial ajustado em 4,5. O processo foi otimizado com concentração de sacarose de 170 g/L, concentração celular no inóculo de 40% (v/v) e tempo de enchimento de 6 horas, obtendo-se um rendimento de 92,20% em relação ao teórico, produtividade de 6,01 g/L.h e sacarose residual de 42,84 g/L em 10,5 horas de processo fermentativo. Com o intuito de melhorar a produtividade e reduzir o açúcar residual foi estudada a influência da recirculação de células durante o processo fermentativo e a influência da concentração inicial de etanol e substrato no inóculo no processo em batelada alimentada. A partir deste estudo obteve-se 92,75% de rendimento, 9,26 g/L.h de produtividade, 2,9 g/L de concentração de sacarose residual e a concentração de etanol produzido foi de 83,37 g/L em 9 horas de processo fermentativo. Foi proposto o modelo de inibição pelo substrato e produto para a cinética da fermentação alcoólica. Os parâmetros do modelo foram calculados por meio de ajuste não linear aos resultados experimentais de crescimento de leveduras, consumo de substrato e formação de produto para o reator batelada. A velocidade específica máxima de crescimento foi de 0,103 h-1 com KI e Ks iguais a 109,86 e 30,24 g/L, respectivamente. Com os resultados experimentais do reator batelada alimentada e batelada alimentada com reciclo, constatou um bom ajuste do modelo proposto, resultando em uma velocidade específica máxima de crescimento de 0,080 h-1 para o processo em batelada alimentada sem reciclo e 0,182 h-1 para o processo batelada alimentada com reciclo de meio fermentativo. A concentração máxima de etanol na qual a produção do mesmo foi completadamente inibida (P máx) foi de 110 getanol /L , aproximadamente 13,92% (v/v). No entanto a concentração máxima de produto que cessa totalmente o crescimento do micro-organismo (Pmáx) foi de 12% (v/v), correspondendo a 94,8 g/L de etanol. A velocidade específica de sedimentação (VES) para a levedura C2/00 em pH 5 foi de 0,240 min-1 e a velocidade de sedimentação pelo teste da proveta foi de 0,444 cm/min. A fermentação alcoólica, utilizando a levedura floculante Saccharomyces cerevisiae em reator batelada alimentada com reciclo de meio fermentativo forneceu maior produtividade e rendimentos quando comparados a dados reportados pela literatura, nos quais utilizaram reator batelada ou batelada alimentada sem reciclo de meio fermentativo. / Doutor em Engenharia Química