Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204364.pdf: 2390708 bytes, checksum: 1ab1e4d2056ead4372dfb5e3033f0910 (MD5) / Os laboratórios destinados à produção, em larga escala, de sementes ou juvenis de moluscos cultivados necessitam de qualidade de água, controle de temperatura e quantidade de alimento. Devido à crescente importância da maricultura no estado de Santa Catarina, em especial o cultivo de moluscos como o mexilhão Perna perna, a ostra japonesa (Crassostrea gigas) e a vieira (Nodipecten nodosus), os laboratórios freqüentemente necessitam produzir sementes ou juvenis para suprir os parques de cultivo local. Os equipamentos existentes no mercado para medição da concentração de microalgas destinadas a alimentação de organismos aquáticos têm custo elevado. Na maioria dos casos não fazem a leitura das variáveis do

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-16T14:59:45Z No. of bitstreams: 1 TeseFSM.pdf: 3084451 bytes, checksum: eec9511db68d6a986c99f5b98eb0e47a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-14T20:07:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFSM.pdf: 3084451 bytes, checksum: eec9511db68d6a986c99f5b98eb0e47a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-14T20:07:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFSM.pdf: 3084451 bytes, checksum: eec9511db68d6a986c99f5b98eb0e47a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T20:13:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFSM.pdf: 3084451 bytes, checksum: eec9511db68d6a986c99f5b98eb0e47a (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The extracellular polysaccharide (EPS) produced by microalgae have mainly been studied because of their relevance to aquatic environments (Myklestad 1995). As the monomer composition of the EPS is presented as heteropolymers often composed of a diversity of monomers and that the diversity of EPS between algae is huge and taxonomically close organisms each other have compounds slightly different, made us believe in their use for chemotaxonomy of microalgae. The use of EPS for this purpose, was due to the ease of extracting them from cultures, their facility to be analyzed, together with their specificity and their constitution by only one or two fractions. This study goal was to verify the possibility of using EPS as features for a possible chemotaxonomic approach. Thus the characterization of algae polysaccharides was essential for a better understanding of the differences and similarities found in the EPS. Thus, throughout the chapters we will look at the characterization of specific groups which had most representatives for the selected genres. These genera were: 1) Ankistrodesmus; 2) complex Selenastrum / Messastrum / Curvastrum; 3) Monoraphidium; and 4) Kirchneriella. The observation of monomers / specific bond within the genera, due to the characterization of EPS, showed us that there are possible differentiation between strains / species and at the genus level. / Os polissacarídeos extracelulares (EPS) produzidos por microalgas têm sido estudados principalmente por sua relevância para ambientes aquáticos (Myklestad 1995). Como a composição monomérica dos EPS apresentam-se como heteropolímeros, frequentemente compostos por uma diversidade de monômeros e que a diversidade do EPS entre as algas é enorme e que em organismos taxonomicamente muito próximos esses compostos apresentam-se ligeiramente diferentes, fez com que acreditássemos na sua utilidade para a quimiotaxonomia de microalagas. A utilização do EPS para este fim, foi devida a facilidade em se extraírem os polissacarídeos das culturas, facilidade em analisa-los, aliadas a especificidade que eles apresentam e por serem constituídos por uma ou duas frações. O objetivo geral do trabalho foi verificar a possibilidade da utilização dos EPS como características para uma possível abordagem quimiotaxonômica. Dessa forma a caracterização dos polissacarídeos das algas foi imprescindível para um melhor entendimento das diferenças e similaridades encontradas para os EPS. De fato, foram encontradas relevâncias e diferenças entre os polissacarídeos constituintes do mesmo gênero. O gênero Monoraphidium encontrou forte associação entre suas espécies e com a espécies Raphidocelis subcapitata, isso se deve principalmente a presença de ácido glicurônico comum entre eles. Apesar da fraca agregação do gênero Kirchneriella, esse grupo apresentou uma característica interessante, somente ele apresentou 1-3 ramnose em sua composição, assim como 1-6 manose e 1-2,3 manose foram monômeros exclusivos do gênero Chlorolobium. Assim, ao longo dos capítulos nos debruçaremos na caracterização de grupos específicos os quais apresentavam maiores representantes entre os gêneros selecionados. Esses gêneros foram: 1) Ankistrodesmus; 2) complexo Selenastrum/Messastrum/Curvastrum; 3) Monoraphidium; e 4) Kirchneriella. A observação de monômeros/ligações específicas dentro dos gêneros, devido a caracterização dos EPS, nos mostrou que existe uma provável diferenciação possível entre cepas/espécies e até ao nível de gênero. / FAPESP: 2012/00221-4

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:40:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:48Z : No. of bitstreams: 1 000145758.pdf: 1042745 bytes, checksum: 1f99bb468fafbbe5bec8910a28e12088 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade da cultura em larga escala e a composição bioquímica da alga Chlorophyceae Ankistrodesmus gracilis e do Cladocera Diaphanosoma birgei em laboratório. O experimento foi realizado no Laboratório de Limnologia e Produção de Plâncton do Centro de Aqüicultura da UNESP (CAUNESP). As algas foram cultivadas em meio Chu12 e NPK (20:5:20), sob iluminação contínua (4.000 e 1.100 lux para pequena e larga escala, respectivamente), aeração constante e temperatura controlada (24,0±2,0ºC). O tempo de produção das algas foi de 31 dias, concentração na fase exponencial variando de 68,50 a 358,38 x 104 células.ml-1 nos diferentes volumes de cultivo. A análise bioquímica revelou que a alga apresenta 32,6% de proteína, 20,0% de carboidrato, 8,0% de extrato etéreo, 18,3% de cinzas, 3,2% de fibras e 4.583 cal/g. O aminograma revelou que 58,7% da proteína era constituída por aminoácidos essenciais. A relação Ca:P foi aproximadamente 1:1. O Cladocera foi oriundo dos viveiros de piscicultura do CAUNESP, isolado e criado em volumes de 500ml a 850L, em sistema estático, alimentados com A. gracilis, em temperatura de 23,3±3,6ºC, fotoperíodo natural e aeração suave. O tempo de produção do Cladocera foi de 27 dias com densidade final de 2.500 indivíduos.L-1. A análise bioquímica deste microcrustáceo revelou uma composição de 70,0% de proteína, 5,7% de carboidrato, 8,7% de extrato etéreo, 11,5% de cinzas, 4,3% de fibras e 4.627 cal/g. Os resultados apresentados sugerem que Ankistrodesmus gracilis e Diaphanosoma birgei são espécies com potencial para cultura e alimentação na aqüicultura / The objective of this work was to analyze in detail the viability of the culture and the biochemical composition of the Chlorophyceae algae Ankistrodesmus gracilis and of the Cladocera Diaphanosoma birgei in laboratory. The experiment was carried out in the Limnology Laboratory and Plankton Production in the São Paulo State Aquaculture Center at UNESP (CAUNESP). The algae were cultivated using a culture media of Chu12 and NPK (20:5:20), under continuous light (4000 and 1100 lux for massive and small scale, respectively), constant aeration and controlled temperature (24.0±2.0ºC). Algae production time was of 31 days, concentration during the exponential phase varied from 68.5 to 358.38 x 104 cells.ml-1 in different volumes of culture. Biochemical analyses revealed that the algae presents 32.6% of protein, 20.0% of carbohydrate, 8.0% ethereal extract, 18.3% of ashes, 3.2% of fibers and 4.583 cal/g. The aminogram revealed that 58.7% of the protein was made up of essential aminoacids. The Ca:P relation was of approximately 1:1. The cladoceran was derived from the CAUNESP fish culture ponds, isolated and produced in volumes of 500ml to 850L, in batch system, fed with A. gracilis, at temperatures of 23.3±3.6ºC, natural photoperiod and mild airing. Cladocera production time was of 27 days with final density of 2500 individuals.L-1. The biochemical analyses of this micro-crustacean revealed a composition of 70.0% of protein, 5.7% of carbohydrate, 8.7% of ethereal extract, 11.5% of ashes, 4.3% of fibers and 4627 cal/g. The results here presented suggest that Ankistrodesmus gracilis and Diaphanosoma birgei are species with potential for culture and feeding in aquaculture

Submitted by TAISE FLORÊNCIO null (taise_florencio@hotmail.com) on 2017-07-10T13:35:37Z No. of bitstreams: 1 Defesa - final.pdf: 1125308 bytes, checksum: 5b8d9f027a3241cc2a70f910280f3d13 (MD5) / Rejected by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-07-13T19:54:00Z (GMT) / Submitted by TAISE FLORÊNCIO null (taise_florencio@hotmail.com) on 2017-07-13T23:51:34Z No. of bitstreams: 1 Defesa - final.pdf: 1125308 bytes, checksum: 5b8d9f027a3241cc2a70f910280f3d13 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-14T18:54:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 florencio_t_me_jabo.pdf: 1125308 bytes, checksum: 5b8d9f027a3241cc2a70f910280f3d13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T18:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 florencio_t_me_jabo.pdf: 1125308 bytes, checksum: 5b8d9f027a3241cc2a70f910280f3d13 (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A biotecnologia utilizada no cultivo de microalgas à base de meio comercial é de alto custo. Sendo assim, alguns estudos indicam que o uso de meios de cultura alternativos com a finalidade de reduzir o preço de produção em curto espaço de tempo e mantendo alto valor nutricional, são procedimentos a serem adotados. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de diferentes meios de cultivo a base de macrófitas. O meio com macrófita foi associado ao fertilizante inorgânico NPK (20:5:20). O experimento foi conduzido no período de 28 dias em triplicata. O meio de cultura com E. crassipes alcançou maior densidade celular (434 x 105 cel. mL-1), comparado com os outros meios de cultura com macrófitas que variaram de 319,7 x 105 cel. mL-1 (E. azurea) a 223,5 x 105 cel. mL-1 (T. domingensis). Durante o período experimental o oxigênio dissolvido, pH e condutividade elétrica não apresentaram diferenças significativas (P>0,05). A taxa de crescimento e densidade celular da microalga cultivada em meio de cultura com plantas aquáticas foram maiores (P>0,05) do que no meio NPK porém, similares (P<0,05) ao meio comercial CHU12. Em relação aos nutrientes, o teor de N (67 g.L-1) foi o mais elevado no meio de cultura com T. domingensis e os demais nutrientes (P, K, Ca, S, B, Cu, Fe e Zn) apresentaram concentrações abaixo de 35 g.L-1, nos diferentes meios utilizados. O uso de macrófitas como fonte alternativa para ser utilizada como meio de cultura no desenvolvimento de A. gracilis demonstrou ser viável tanto do ponto de vista econômico, nutricional e com elevada biomassa algal, sendo que E. crassipes, E. azurea e T. domingensis apresentaram os melhores resultados. / Since biotechnology in commercial medium-based culture of microalgae has very high costs, several studies recommend alternative medium cultures to reduce product costs in a short time period, coupled to high nutritional values. Objective of this work was to evaluate the quality of different macrophytes based culture media. Medium with macrophyte was associated with inorganic fertilizer NPK (20:5:20). Assay was conducted for 28 days, in triplicate. Culture medium with E. crassipes had the greatest cell density (434 x 105 cel. mL-1) when compared to other culture media with macrophytes and ranged between 319.7 x 105 cel. mL-1 (E. azurea) and 223.5 x 105 cel. mL-1 (T. domingensis). Dissolved oxygen, pH and electric conductivity did not show any significant differences during the experimental period (p>0.05). Growth rate and cell density of microalga cultivated in a medium with aquatic plants were greater (p>0.05) than in NPK medium, albeit similar (p<0.05) to the commercial medium CHU12. Further, N rate (67 g.L-1) was the highest in culture medium with T. domingensis, whilst the other nutrients (P, K, Ca, S, B, Cu, Fe and Zn) had lower than 35 g.L-1 concentrations in the different media employed. The use of macrophytes as an alternative source as culture medium in the development of A. gracilis proved to be viable from the economic and nutritional point of view, coupled to high algal biomass. E. crassipes, E. azurea and T. domingensis provided the best results. / CNPq: 130584/2015-0 / FAPESP: 2014/24697-3

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Tambaqui, Colossoma macropomum, is one of the most important fishery resources in the Amazon region and is the most cultivated native fish in Brazil due to omnivorous and its rusticity. Alternative ingredients for feed formulation are needed to maximize strength and weight gain of the animals when cultured at high stocking densities. The cyanophyceae Spirulina platensis is a microalgae with high nutritional, value rich in protein and vitamins, which has been used as an additive in diets for various species of fish. The aim of this study was to monitor the livestock development and the quality of the steak fry tambaqui fed diets with high inclusion levels of S. platensis. The study was divided into two phases. In the first phase, which lasted 60 days, we adopted a stocking density of 40 fish.m-2, while in the second phase, lasting 105 days, this value was halved. The feeding of animals was given four times a day with commercial diet with added 20% Spirulina (T1), with feed added Spirulina 40% (T2) and as a control (C) a commercial ration containing 50% was used crude protein (CP). At the end of the first phase, no statistically significant difference in survival or final biomass was observed, while the highest average final weight was observed in the control group (15.18  0.57 g) was significantly higher than obtained in T1 (12 , 00  1.40 g) and T2 (12.09  1.22 g). In the second step also no statistically significant differences between treatments for the survival and final biomass was observed. As for the final average weight the highest value was again observed in the control, with 84.86  8.44 g, significantly higher than those in T1 (75.87  6.00) and T2 (70.68  6.16). Quality analysis of fillet showed that fish which fed the diet containing 20% Spirulina (T2) presented protein level (17.78  0.04%), lipid (1.23  0.04) and energy (82.13  0.18 Kcal/100g), significantly higher than the others treatments. We conclude that feeding tambaqui with Spirulina does not affect survival neither final biomass, in addition to increasing the nutritional value of fillet. / O tambaqui, Colossoma macropomum, à um dos mais importantes recursos pesqueiros da regiÃo amazÃnica alÃm de ser o peixe nativo mais cultivado no Brasil graÃas ao hÃbito alimentar onÃvoro e sua rusticidade. Ingredientes alternativos para a formulaÃÃo de raÃÃes sÃo necessÃrios para maximizar a resistÃncia e o ganho de peso dos animais quando cultivados em altas densidades de estocagem. A cianofÃcea Spirulina platensis à uma microalga com elevado valor nutritivo, rica em proteÃnas e vitaminas, que jà foi utilizada como aditivo em raÃÃes para vÃrias espÃcies de peixes. O objetivo deste trabalho foi acompanhar o desenvolvimento zootÃcnico e a qualidade do filà de alevinos de tambaqui alimentados com raÃÃes contendo elevados nÃveis de inclusÃo de S. platensis. A pesquisa foi dividida em duas fases. Na primeira fase, que teve duraÃÃo de 60 dias, adotou-se uma densidade de estocagem de 40 peixes.m-2, enquanto na segunda fase, com duraÃÃo de 105 dias, esse valor foi reduzido pela metade. A alimentaÃÃo dos animais foi feita quatro vezes ao dia com raÃÃo comercial adicionada de 20% de Spirulina (T1), com raÃÃo adicionada de 40% de Spirulina (T2) e, como controle (C) foi utilizada uma raÃÃo comercial contendo 50% de proteÃna bruta (PB). Ao termino da primeira fase, nÃo foi observada diferenÃa estatÃstica significativa na sobrevivÃncia nem na biomassa final, enquanto o maior peso mÃdio final foi observado no grupo controle (15,18Â0,57 g), sendo significativamente superior aos obtidos em T1 (12,00Â1,40g) e T2 (12,09Â1,22g). Na segunda etapa tambÃm nÃo se observou diferenÃas estatÃsticas significativas entre os tratamentos quanto à sobrevivÃncia e a biomassa final. Quanto ao peso mÃdio final o maior valor foi, mais uma vez, observado no controle, com 84,86  8,44 g, significativamente superior aos encontrados em T1(75,87Â6,00) e T2(70,68Â6,16). A anÃlise da qualidade do filà revelou que os obtidos dos peixes alimentados com a raÃÃo contendo 20% de Spirulina (T2) apresentaram nÃvel proteico (17,78 0,04%), lipÃdico (1,23 0,04) e energÃtico (82,13 0,18 Kcal/100g), significativamente superior aos demais. Conclui-se que a suplementaÃÃo de Spirulina na raÃÃo do tambaqui nÃo afetou a sobrevivÃncia nem a biomassa final e ainda aumentou o valor nutricional do filÃ.

Orientador: Telma Teixeira Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T04:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lacerda_LucyMaraCaciaFerreira_D.pdf: 5787877 bytes, checksum: 81afde238358667a3fdefa912b6c3725 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de microalgas em processos de mitigação ambiental e produção de energia renovável vêm ganhando destaque, mas a otimização das etapas de "upstream" e "downstream" são essenciais para que a viabilidade técnica e econômica seja alcançada e o processo implementado em escala industrial. As condições que maximizam o crescimento celular, a mitigação de CO2, o acúmulo de lipídios e proporcionam um perfil de ácidos graxos, compatível com a produção de biodiesel de elevada qualidade, foram avaliados em função de diferentes temperaturas (18-42 ºC), disponibilidade de carbono na forma de CO2 (ar-40%), disponibilidade de luz (4-192 ?mol.m-2.s-1) e disponibilidade de nitrogênio na forma de NaNO3 (0,25-1,00 g.L-1). A recuperação da biomassa a partir do processo de floculação foi avaliada em função do tipo de floculante (orgânico e inorgânico), dose do floculante (0,005-0,300 g.L-1), pH (4-11) e concentração celular (0,1-1,0 g.L-1). As condições de cultivo selecionadas foram: 108 ?mol.m-2.s-1, 26,5 ºC, 0,25 g.L-1 de NaNO3 e 8,05 % de CO2, sendo obtidos os seguintes resultados: Xmax/X0=14,78 (razão da concentração celular máxima pela concentração inicial); ?max=1,02 d-1 (máxima velocidade específica de crescimento); ?=0,50 d (duração da fase lag); Pmax=0,58 g.L-1.d-1 (produtividade máxima); Pmean=0,31 g.L-1.d-1 (produtividade média); CBmax=1,06 g.L-1.d-1 (Máxima taxa de incorporação de carbono); CBmean=0,55 g.L-1.d-1 (média da taxa de incorporação de carbono); 50% de lipídios e 90% dos FAMES (ésteres metílicos de ácidos graxos) correspondendo aos principais FAMES do biodiesel (C16:0, C18:0, C18:1, C18:2 e C18:3). A predição da qualidade do biodiesel produzido a partir do óleo de microalga forneceu os seguintes resultados: CN=56 (número de cetano), CFPP = 0,8 °C (ponto de entupimento de filtro a frio), ? = 863 kg/m³ (densidade), II = 97 gI2/100g (índice de iodo), ?HC = 39,2 kJ/g (calor de combustão), OSI = 13,8 h (índice de estabilidade oxidativa), e ? = 3,93 mm².s (viscosidade) estando dentro dos valores especificados pelas normas ANP255/2003, EN14213-14214 e ASTM6751. As condições para eficiências de recuperação (RE) da biomassa superiores a 95% foram: intervalos de pH 4,0 a 11,0 (floculante orgânico); 5,0 a 7,0 (FeCl3) e de 7,0 a 8,0 (Al2(SO4)3; razão de gfloculante/gbiomassa de: 0,08 gorgânico/gbiomassa, 0,40gAl2(SO4)3/gbiomassa. O impacto da disponibilidade de luz no interior de fotobiorreatores foi estimada para diferentes disponibilidades de luz (108-700 ?mol.m-2.s-1) e a partir de dados de concentração celular, concentração de pigmentos e geometria do reator, sendo verificada a perda de aproximadamente 85% da luz disponível na superfície para cultivos com concentração celular de até 2 g.L-1 em fotobiorreatores de 8 cm de diâmetro. A produção de biomassa e bicombustíveis em software comercial SuperPro designer v8.5 fomos simuladas e associadas à análise econômica / Abstract: The use of microalgae in environmental carbon dioxide mitigation processes and renewable energy production are gaining attention, but the optimization of "upstream" and "downstream" process is essential to promote technical and economic feasibility and make with the industrial scale became true. The conditions that maximize biomass growth, carbon dioxide mitigation, lipid content, and produce a fatty acid profile suitable for a high quality biodiesel was evaluated as function of different temperatures (18-42 ºC), carbon availability as CO2 (air-40%), light intensity (4-192 ?mol.m-2.s-1), and nitrogen availability as NaNO3 (0.25-1.00 g.L-1). Biomass harvesting using flocculation process was evaluated as function of flocculant type (organic and inorganic), flocculant dosage (0.005-0.3 g.L-1), pH (4-11), and biomass concentration (0.1-1.0 g.L-1). The selected conditions were: 108 ?mol.m-2.s-1, 26.5 ºC and 8.05% de CO2, with the following results: Xmax/X0=14.78 (maximum and initial cell concentration ratio); ?max=1.02 d-1 (maximum specific growth rate), ?=0.50 d (lag phase duration); Pmax=0.58 g.L-1.d-1 (maximum productivity); Pmean=0.31 g.L-1.d-1 (mean productivity); CBmax=1.06 g.L-1.d-1 (maximum carbon incorporation rate); CBmean=0.55 g.L-1.d-1 (mean carbon incorporation rate); 50% of lipid content, and 90% of samples FAMES (fatty acid methyl ester) corresponding to the mainly biodiesel FAMES (C16:0, C18:0, C18:1, C18:2 e C18:3). Biodiesel quality prediction using samples of microalgae oil show the following results: CN=56 (cetane number), CFPP = 0.8 °C (could filter plugging point), ? = 863 kg/m³ (density), II = 97 gI2/100g (iodine index), ?HC = 39.2 kJ/g (heat of combustion), OSI = 13.8 h (oil stability index), and ? = 3.93 mm².s (viscosity), and the values were compatible with different quality standards ASTM-D6751, EN14214/14213, and ANP 255/2003. Recovery efficiency (RE) of 95% or more can be obtained with pH 4,0 to 11,0 (organic flocculant); 5,0 to 7,0 (FeCl3), and 7,0 to 8,0 (Al2(SO4)3; gflocculant/gbiomass of: 0,08gorganic/gbiomass, 0,40gAl2(SO4)3/gbiomass). The impact of light availability in the center of photobioreactor was predicted as function of cell concentration, pigments concentration and photobioreactor design, being observed approximately 85% of loss in the incident light availability in cultures is less than 2 g.L-1. Biomass production process and biofuels production process were simulated using a commercial software SuperPro Designer v8.5 followed by economic analysis / Doutorado / Processos em Tecnologia Química / Doutora em Engenharia Quimica

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Luiz Fernando de Lima Luz Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RiosPinto_LuisaFernanda_D.pdf: 4599056 bytes, checksum: 80a3191a923471837068d7b5f547c19e (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Atualmente, a destruição ambiental devido à exploração inapropriada dos recursos naturais não renováveis, o aquecimento global, e a contaminação da biosfera causada, principalmente, pela globalização e um crescimento tecnológico acelerado, tem levado ao desenvolvimento de diversos combustíveis de fontes de energia renováveis, que sejam capazes de manter ou superar a eficiência dos hidrocarbonetos fósseis. Neste cenário, se deu o desenvolvimento do biodiesel, um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, o qual, na sua combustão, libera menos gases tóxicos, como são os óxidos de enxofre e nitrogênio. O biodiesel pode ser produzido a partir de gorduras animais, óleos vegetais ou biomassa. A fim de reduzir os custos da produção do biodiesel, matérias primas como os lipídios vêm sendo estudadas. Neste contexto, as microalgas oferecem uma série de vantagens como fonte de lipídios, como por exemplo, altas taxas fotossintetizantes, alta produção de biomassa e um rápido crescimento, se comparado, principalmente, com outras fontes de óleo vegetal. Neste trabalho, foi realizado o estudo do crescimento da microalga Desmodesmus sp. sob condição autotrófica, mixotrófica e heterotrófica com o objetivo de obter maior teor de lipídios na célula da microalga, visando a produção de biodiesel. Nas condições autotróficas, se obteve um crescimento de 53,1 Mcélulas mL-1. No cultivo mixotrófico, conseguiram-se 181 Mcélulas mL-1 e no heteretrófico atingiu-se 298 Mcélulas mL-1, todos no sexto dia de cultivo. As porcentagens de lipídios foram de 23%, 25% e 17% (m/m) da biomassa para o cultivo autotrófico, mixotrófico e heterotrófico, respectivamente. O óleo extraído do cultivo autotrófico, foi caracterizado via cromatografia gasosa e, a partir desta análise, produziu-se um óleo sintético (mistura de óleos vegetais e animais) com as características semelhantes da microalga para realizar a cinética da reação de transesterificação, num reator em batelada. A produção de biodiesel foi feita por transesterificação ácida, com excesso de etanol. O tempo de reação foi de 24 horas e obteve-se 90% de ésteres produzidos / Abstract: Currently, environmental destruction caused by inappropriate exploitation of non-renewable natural resources, global warming, and pollution of the biosphere caused mainly by globalization and accelerated technological growth has led to the development of various fuels from renewable source, which are able to maintain or exceed the effectiveness of fossil hydrocarbons. Biodiesel, a biodegradable fuel derived from renewable source, which releases less toxic gases such as sulfur and nitrogen oxides in its combustion. Biodiesel can be obtained from animal fats, vegetable oils or biomass. In order to reduce the cost of biodiesel production, raw materials such as lipids have been studied. In this context, microalgae offer a number of advantages as a source of fat, such as high photosynthetic rates, high biomass, and fast growth rate, compared to other sources of vegetable oil. The objective of this work was to study the autotrophic, mixotrophic and heterotrophic growths of microalgae Desmodesmus sp in order to optimize the levels of lipids in the microalgae cell to produce biodiesel. In autotrophic conditions, it was observed 5.31x107 cells ml-1; in mixotrophic were achieved 1.81x108 cells ml-1; and in heterotrophic reached 2.98x108 cells ml-1 were reached after sixth day of cultivation. The percentages of lipids of biomass for autotrophic, heterotrophic mixotrophic cultivation were 23%, 25% and 17% (m/m) respectively. Oil extracted from autotrophic cultivation was characterized via gas chromatography. A synthetic oil (mixture of vegetable and animal oils) with similar characteristics to the microalgae was used to perform the transesterification kinetics in a batch reactor. The production of such biodiesel was performed under acid conditions with excess of ethanol for 24 hours yielding 90% product / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T13:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Favarelli_BrunaRoncon_M.pdf: 2940134 bytes, checksum: c25c1c788926b1cc98e26794405efafa (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A busca de fontes sustentáveis de bicombustíveis tem levado ao interesse renovado em microalgas como potencial matéria-prima. Esses organismos acumulam grandes quantidades de óleos sob a forma de triacilglicerídeos (TAG) quando em privação de nutrientes, entretanto, uma análise aprofundada dos mecanismos moleculares envolvidos nesse acúmulo ainda está no início. É improvável que uma espécie apresente naturalmente todas as características necessárias para a produção industrial de bicombustíveis, como altas taxas de crescimento e acúmulo de lipídios. Sendo assim, faz-se necessária a ampliação do conhecimento da genética, bioquímica e das técnicas de manipulação desses organismos para que futuramente a cepa ideal seja obtida por engenharia genética. A microalga verde Neochloris oleoabundans foi escolhida como objeto de estudo por ser naturalmente capaz de acumular grandes quantidades de TAG quando em privação de nitrogênio. Seu genoma foi sequenciado, visando à obtenção de indícios da origem genética do fenótipo de interesse. Foram preditos 10.006 genes distribuídos ao longo de 1.544 scaffolds, totalizando aproximadamente 40 Mb de genoma nuclear. A análise comparativa com outras cinco espécies de microalgas mostrou que o conteúdo do genoma de Neochloris se assemelha ao de Chlorella variabilis. A presença de famílias gênicas ortólogas muito pequenas na espécie estudada motivou a expansão dessa análise para as demais espécies de alga já sequenciadas, indicando que essa ausência de expansões gênicas pode ser um padrão de microalgas. As famílias gênicas exclusivas de Neochloris mostraram que a parede celular dessa espécie pode ser formada por hemicelulose e quitina, já que foram encontrados genes da síntese desses polissacarídeos no genoma. As vias de metabolismo energético foram mapeadas, permitindo entender o caminho energético existente na célula estudada. Além disso, a comparação do número de cópias dos diversos genes envolvidos nos processos de interesse permitiu levantar vias e moléculas chaves para estudos mais detalhados. Uma enzima chave envolvida na sinalização de privação de nitrogênio, a AMP deaminase, foi encontrada em maior número de cópias e pode estar envolvida no direcionamento para acúmulo de TAG. Há indícios de que um possível resultado da ausência de nitrogênio seja a remodelação de membranas 9 celulares, principalmente do cloroplasto, e quebra de pigmentos fotossintéticos. Essas reações podem gerar ácidos graxos livres e substâncias tóxicas para as células que são neutralizadas através de sua participação na síntese de TAG. O mecanismo de concentração de carbono empregado por um organismo fotossintetizante afeta o acúmulo de biomassa, pois plantas que utilizam o mecanismo C4-like são mais eficientes na fixação de carbono do que plantas C3. Não foi possível determinar qual o mecanismo preferencialmente empregado por Neochloris, mas grande parte dos genes envolvidos no mecanismo C4-like foi identificada no genoma. Tais genes consistem em alvos para manipulação genética, visando direcionar a fixação de carbono para C4-like. A maior eficiência fotossintética resultante pode ocasionar aumento da biomassa e do acúmulo de cadeias carbônicas na célula dessa alga, podendo gerar um maior acúmulo lipídico / Abstract: The search for sustainable sources for the production of biofuels has resulted in an increased interest in microalgae as a potential feedstock. These microorganisms accumulate large amounts of lipids in the form of triglycerides (TAG) when subjected to some types of nutrient deprivation. However, the elucidation of the molecular mechanisms involved in these metabolic responses is far from necessary for the effective use of microalgae in industrial processes. It is unlikely that a species naturally present all the characteristics necessary for the industrial production of biofuels, as for example high rates of growth and lipid accumulation. Thus, it is necessary to expand the knowledge of genetics, biochemistry and genetic manipulation of microalgae in order to adapt the productivity of wild-strains to the demands of the bioenergy sector. In this context, the green algae Neochloris oleoabundans was chosen as the object of study because it is naturally capable of accumulating large amounts of TAG when subjected to nitrogen deprivation. Its genome was sequenced in order to obtain genetic data to increase the understanding and, in the future, to produce phenotypes of interest. A total of 10,006 predicted genes were identified over the 1,544 scaffolds generated, totalizing approximately 40 Mb of nuclear genome. The comparative analysis with five other microalgae species showed that the genetic content of Neochloris resembles that of other green algae, Chlorella variabilis. The presence of small gene families in the species studied led to the expansion of this analysis for some other sequenced species of algae, indicating that the absence of gene expansions can be a common pattern of microalgae. The unique Neochloris gene families showed that the cell wall of this species may be formed from hemicelluloses and chitin, since genes associated to the metabolism of these polysaccharides were found in the in the genome. Metabolic reconstruction of energetic pathways allowed an increase in the comprehension of energy routes in Neochloris. Moreover, comparing the number of copies of several genes involved in the processes of interest allowed us the identification of key candidates for further studies. A key enzyme involved in signaling nitrogen deprivation, AMP deaminase, was found as presenting 11 various gene copies in Neochloris genome and may be involved in the response of TAG accumulation in situations of nitrogen deprivation. Also, there are some results indicating that the lack of nitrogen may promote the remodeling of cell membranes, especially in the chloroplast, as well as the breakage of photosynthetic pigments. These responses would generate free fatty acids and toxic substances, which would be therefore neutralized by the synthesis of TAG. Other response studied was the carbon concentration after photosynthesis. The carbon concentration mechanism employed by a photosynthetic organism affect the accumulation of biomass; it is known that plants using C4-like mechanism are more efficient than C3 plants. Despite the in silico data is insufficient to determine the mechanism employed by Neochloris, it was observed that most of the genes involved in C4-like mechanism were identified in its genome. These genes are interesting targets for genetic manipulation of Neochloris in order to adjust its metabolism towards a C4-like metabolism. In that case, it is expected that the resulting higher photosynthetic efficiency can lead to an increased biomass and larger accumulation of carbon chains in the cell of this alga, resulting in an increase in lipid productivity rates / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4940.pdf: 1724181 bytes, checksum: edce5d0a5db2ddb6103377e2a01b20fd (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / The chemical compounds called triacylglycerides (TAGs) have been the main source for biodiesel. The isolation of high lipid yield microalgae is important for the success of algae biomass production for biodiesel and, therefore, a search not only for organisms that fulfill such profile, but also for techniques effective in rapid lipid detection is fundamental. A number of methodologies on the characterization of microalgae lipid production, such as FTIR and RMN spectroscopy and spectrofluorimetry using the Nile Red dye are presented in this study. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique have been largely used in biological system studies due to its rapid analysis, no pretreatment data gathering and easy biochemical characterization of intact cells. This study proposes a technical optimization of the FTIR technique for microalgae usage purposes as a practical approach for concomitantly prospecting large amounts of microalgae species with focus on biodiesel production. The Red Nile fluorescence has been successfully applied in microalgae lipid determination. In this research, the lipid (neutral) amount was determined by fluorescence in 430-570nm and a linear correlation established with the data gathered through gravimetry. After prospecting a number of species from the laboratory s stock cultures, the freshwater microalgae Scenedesmus sp (Clone MJ13) has been selected for study under traditional growth practices and under conditions of different nitrogen and phosphorus concentrations. The results showed a fast metabolic answer of Scenedesmus sp to the nutritional availability and the efficiency of the FTIR spectroscopy as a fast and reliable method for the determination of lipid production in a prospecting process. / A principal fonte para o biodiesel tem sido os compostos químicos denominados triacilglicerídeos (TAGs). O Isolamento de microalgas com alto rendimento lipídico é a chave para o sucesso da produção de biodiesel a partir de biomassa algal. Desta forma fazse necessário uma busca não somente por organismos que atendam tal exigência, mas também por técnicas eficazes que nos auxiliem na investigação destes. No presente estudo foram apresentadas algumas metodologias úteis na caracterização da produção de lipídeos por microalgas, tais como as espectroscopias de FTIR e RMN e a espectrofluorimetria com o corante Vermelho do Nilo. A técnica de espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) vem sendo muito utilizada nos estudos de sistemas biológicos, devido a sua rapidez de análise, obtenção de dados sem tratamento prévio e facilidade na caracterização bioquímica de células intactas. Foi proposto neste trabalho, uma otimização da técnica de FTIR para utilização em microalgas, como um método prático de prospectar concomitantemente uma grande quantidade de espécies de microalgas com finalidade de produção de biodiesel. A fluorescência por vermelho do Nilo tem sido aplicada com sucesso na determinação de lipídeos em microalgas. Desta forma a quantidade de lipídeos (neutros) foi determinada pela fluorescência em 430-570nm, e feita uma correlação linear com os dados obtidos por gravimetria. Após prospecção de várias espécies do banco de culturas do laboratório, foi selecionada a microalga de água doce Scenedesmus sp (Clone MJ13) para um estudo de caso em condições normais de cultivo e sob condições de diferentes concentrações de nitrogênio e fósforo. Os resultados demonstraram uma rápida resposta metabólica da Scenedesmus sp às mudanças na disponibilidade de nutrientes e indicam a eficiência da espectroscopia de FTIR como um método confiável e rápido para a determinação de produção lipídica em um processo de prospecção.