Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2015-05-15T13:20:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Rafael de Oliveira Jaime Sales PPGO 2015.pdf: 1128460 bytes, checksum: 04c217b30f08a8b8e6bc4438894b8030 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T13:20:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Rafael de Oliveira Jaime Sales PPGO 2015.pdf: 1128460 bytes, checksum: 04c217b30f08a8b8e6bc4438894b8030 (MD5) Previous issue date: 2015-04-23 / CNPq, CAPES / A produção de alimento-vivo representa grande parte dos custos de produção em empreendimentos de aquicultura, as microalgas contribuem com cerca de 30 a 40% desse custo. Uma alternativa para diminuir os custos é o uso de pastas de microalgas em substituição à produção destas na própria fazenda. Muito embora estas pastas são caras e de difícil aquisição, limitando seu uso. O presente estudo propõe uma nova metodologia para produzir a pasta da microalga Nannochloropsis oculata. A pasta foi produzida por floculação adicionando NaOH e o floculante FLOPAM FO4800SH, e armazenada em geladeira a +4º C por quatro semanas. Foi avaliada a capacidade da pasta em manter sua composição bioquímica (proteínas e carboidratos) e a porcentagem de células vivas, taxa de crescimento (k) e densidade celular máxima (DCM) da pasta recém produzida e na 4ª semana de armazenamento. Posteriormente, cultivou-se juvenis de cavalo-marinho Hippocampus reidi, recém-nascidos até 15 dias em três tratamentos adicionando a pasta da microalga produzida por floculação (PF), microalga viva (MV), e uma pasta comercial (PC). Os juvenis foram alimentados com prole do copépode Tisbe biminiensis e artêmia recém eclodida do 2º ao 5º dia. A partir do 6º dia foi ofertado prole de copépode e artêmia enriquecida (24h). Avaliou-se o desempenho dos cavalos-marinhos (sobrevivência, altura, comprimento total, peso seco e taxa de ingestão). A concentração de proteínas se manteve constante, já a concentração de carboidratos diminuiu na quarta semana de armazenamento. Além disso, 100% das células permaneceram vivas e se reproduzindo até a quarta semana, não havendo também diferença dos valores de k e de DCM entre as semanas de armazenamento. A taxa de sobrevivência, a taxa de ingestão e o peso seco não variaram de forma significativa entre os tratamentos. A altura e o comprimento total dos juvenis no tratamento PF foram iguais ao MV e maiores que o PC. A pasta floculada pode ser armazenada por pelo menos quatro semanas e utilizada como substituto à microalga viva e também apresentou eficiência semelhante à pasta comercial.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-05T18:20:50Z No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 2015854 bytes, checksum: 24221dd6ae9029d81a3e5a2dd6576bd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-05T18:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 2015854 bytes, checksum: 24221dd6ae9029d81a3e5a2dd6576bd7 (MD5) Previous issue date: 2017-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As microalgas vem se consolidando como uma excelente fonte de biomassa para a produção de biodiesel, devido às suas grandes vantagens em relação às culturas tradicionais, porém o elevado teor de ácidos graxos livres (AGL) do óleo dificulta seu refino por processos convencionais. Sendo assim, esse trabalho teve por objetivo a separação de lipídios neutros em óleos de acidez elevada, como o de microalgas, por meio da determinação dos dados de equilíbrio do sistema de extração composto por óleo (TAG + AGL), hexano e etanol hidratado 95%. Uma vez que o óleo de microalgas possui composição extremamente complexa, o que dificulta a determinação dos dados de equilíbrio, foi utilizada uma mistura de óleos e gorduras (MOG), de composição análoga à do óleo de Desmodesmus communis, à qual foram adicionados 2%, 20% e 40% de AGL. Os dados de equilíbrio foram determinados pela construção de curvas binodais e linhas de amarração para o sistema nas temperaturas de 35°C, 40°C e 45°C e teores de AGL de 2 %, 20 % e 40 %. Foram utilizadas três equações empíricas para correlação dos dados obtidos para as curvas binodais. Os parâmetros do modelo que melhor se ajustou aos dados foram utilizados juntamente com os dados de separação das fases, obtidos por método gravimétrico, para construção das linhas de amarração. A composição das fases foi calculada utilizando o software Engineering Equation Solver (EES). O modelo proposto foi avaliado pela aplicação a um sistema contendo o óleo bruto da microalga D. communis, com acidez inicial de 46%. Foram calculados os coeficientes de partição de lipídios neutros (KLN, do AGL (KAGL) e a seletividade do etanol hidratado 95% (S, para as MOGs e para o óleo bruto. Os valores de seletividade indicaram que o uso do etanol hidratado 95% como solvente favoreceu a concentração de AGL na fase extrato (rica em etanol) e dos lipídios neutros (TAGs) na fase refinado (rica em hexano), permitindo a separação do óleo de microalgas em uma fração rica em lipídios polares e outra rica em lipídios apolares. O aumento da acidez inicial do óleo, aumenta o KLN e reduz S. Os valores de S nos sistemas contendo óleo bruto de D. communis, apresentaram valores inferiores aos apresentados pela MOG estudada, em decorrência do aumento dos valores de K LN nesses sistemas. Essa diferença se deve não somente à acidez relativamente superior do extrato bruto (46%), mas também pela complexidade da composição do óleo de microalgas / Microalgae has been established as an excellent source of biomass for biodiesel production due to their great advantages over traditional crops. Besides that, the high free fatty acids (FFA) content of the oil difficults the oil refining by conventional processes. The objective of this work was to separate neutral lipids in high acidity vegetable oils, such as microalgaes, by determining the equilibrium data of the extraction system composed of oil (TG + FFA), hexane and hydrous ethanol 95%. Since the microalgae oil has an extremely complex composition, which makes it difficult to determine the equilibrium data, a mixture of oils and fats (MOF), with composition analogous to that of Desmodesmus communis was used. To this oil FFA contents were added in order to obtain mixtures containing 2 %, 20 % and 40 %. The equilibrium data were determined by the construction of binodal curves and tie lines for the system at temperatures of 35°C, 40°C and 45°C and FFA contents of 2 %, 20 % and 40 %. Three empirical equations were used to correlate binodal data. The parameters of the equation of best accuracy were used along with the phase separation data obtained by gravimetric method for the construction of the tie lines. The phase composition was calculated using the Engineering Equation Solver (EES) software. The proposed model was evaluated by its application to a system containing crude D. communis oil, with initial acidity of 46 %. Neutral lipids partition coefficient (KLN ) and FFA partition coefficient (KFFA ), as well as the selectivity of hydrous ethanol (S), were calculated for both the synthetic mixtures studied and the crude oil. The selectivity values indicated that the use of hydrous ethanol as solvent favored the concentration of FFA in the extract phase (rich in ethanol) and neutral lipids (TG) in the refined phase (rich in hexane). This conclusion allows the use of hydrous ethanol to separate microalgae oil in a fraction rich in polar lipids and another rich in neutral lipids. The increase of the oil initial acidity increases K NL and reduces S. The values of S for the systems containing crude D. communis oil, in the three evaluated temperatures, presented lower values than those presented by the MOF studied, due to the increase of K NL values in these systems. This difference is due not only to the relatively higher acidity of the crude oil (46%), but also to the complexity of the microalgae oil composition

Dissertação(mestrado)- Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2010. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-30T16:18:53Z No. of bitstreams: 1 dissertao adriano arruda henrard.pdf: 1485086 bytes, checksum: f5665b2804865ca150fc4f99a546ffe6 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-09-03T19:18:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertao adriano arruda henrard.pdf: 1485086 bytes, checksum: f5665b2804865ca150fc4f99a546ffe6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-03T19:18:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertao adriano arruda henrard.pdf: 1485086 bytes, checksum: f5665b2804865ca150fc4f99a546ffe6 (MD5) Previous issue date: 2009 / As microalgas se destacam por apresentarem diversas potencialidades, como fonte de alimento, obtenção de bioprodutos, produção de biocombustíveis e também podem contribuir na redução do efeito estufa, fixando CO2. As microalgas apresentam em sua composição alto teor de proteínas, ácidos graxos, minerais e pigmentos e, além disso, a microalga Chlorella possui certificado GRAS (Generally Recognized As Safe), podendo ser utilizada como alimento sem oferecer risco à saúde humana. Industrialmente, o cultivo semicontínuo de microalgas é muito empregado, pois com esse tipo de cultivo é possível a manutenção da cultura em crescimento por períodos mais prolongados, procedendo-se apenas a alimentação periódica do meio novo. O objetivo deste trabalho foi estudar o crescimento das microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. cultivadas em modo semicontínuo e diferentes condições nutricionais e de processo. Assim, este trabalho foi dividido em 3 etapas: na primeira, objetivou-se estudar os cultivos das microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. em diferentes condições nutricionais e de processo; na segunda etapa, avaliou-se o cultivo semicontínuo da microalga Cyanobium sp. em fotobiorreator tubular vertical de 2 L e na terceira, estudou-se o cultivo da microalga Chlorella sp. em modo semicontínuo em fotobiorreator aberto tipo raceway de 6 L. Para avaliar o melhor meio nutriente e agitação, os cultivos foram realizados em fotobiorreatores tipo erlenmeyer e raceway de 0,5 L e 6 L, respectivamente. Os cultivos foram realizados em condições controladas, estufa climatizada a 30ºC, 3200 Lux e fotoperíodo 12 h claro/escuro. O melhor meio de cultivo para as microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. foi o meio BG11 com adição de bicarbonato de sódio, onde foram obtidas as maiores concentrações celulares (0,56 e 0,66 g.L-1), velocidades específicas de crescimento (0,303 e 0,166 d-1) e produtividades (0,120 e 0,089 g.L-1.d-1), respectivamente. Quando cultivadas sob diferentes agitações, as melhores respostas foram obtidas nos ensaios realizados com agitação por 2 bombas submersas, com concentrações máximas de biomassa 1,21 e 0,93 g.L-1 para Cyanobium sp. e Chlorella sp, respectivamente. Para o cultivo em modo semicontínuo da microalga Cyanobium sp., a máxima velocidade específica de crescimento foi 0,127 d-1 quando o cultivo foi realizado com concentração de corte 1,0 g.L-1, taxa de renovação 50% e concentração de bicarbonato de sódio 1,0 g L-1. Os máximos valores de produtividade (0,071 g.L-1.d-1) e número de ciclo (10) foram observados em concentração de corte 1,0 g.L-1, taxa de renovação 30% e concentração de bicarbonato 1,0 g.L-1. No cultivo semicontínuo com Chlorella sp., a maior velocidade específica de crescimento (0,149 d-1) foi obtida quando cultivada com 1,6 g.L-1 de bicarbonato de sódio e concentração de corte 0,6 g.L-1. A maior produtividade (0,091 g.L-1.d-1) foi obtida quando utilizado no cultivo concentração de corte 0,8 g.L-1, taxa de renovação de meio 40% e concentração de bicarbonato de sódio 1,6 g.L-1. Os resultados mostraram que o cultivo em modo semicontínuo é uma alternativa para maximizar a produção de microalgas, além disso, o sistema de cultivo deve ser escolhido não apenas pela maior produtividade, mas também de acordo com as características desejadas do produto. / Microalgae had gain attention for presenting diverse potentialities, as source of food, attainment of bioproducts, produce biofuels and also can contribute in the greenhouse effect reduction, fixing CO2. Microalgae presents in its composition high contents of protein, fatty acids, minerals and pigments, moreover, microalgae Chlorella possess the GRAS (Generally Recognized As Safe) certificate, being able to be used as food without offering any risk to the human health. The semicontinuous microalgae cultivation is very used, because of the long period cells maintenance, being necessary the periodic feeding of new cultivation medium. The objective of this work was to study the growth of the microalgae Cyanobium sp. and Chlorella sp. cultivated in semicontinuous mode and different nutritional and process conditions. This work was divided in three stages: in the first, the aim was to study the cultivation of the microalgae Cyanobium sp. and Chlorella sp. in different nutritional and process conditions; in the second stage, the semicontinuous cultivation of the microalgae Cyanobium sp. in vertical tubular photobioreactor of 2 L was evaluated; in the third, the culture of the microalgae Chlorella sp. was studied in semicontinuous mode in open photobioreactor type raceway of 6 L. To evaluate the best medium nutrient and agitation conditions, cultures were carried out under in photobioreactors type erlenmeyer and raceway of 0,5 L and 6 L, respectively. Cultures were carried out under controlled conditions, climatized greenhouse at 30ºC, 3200 Lux and 12 h photoperiod light/dark. The best culture medium for the microalgae Cyanobium sp. and Chlorella sp. was the BG11 medium with sodium bicarbonate addition, where were obtained the highest cell concentrations (0,56 and 0,66 g.L-1), specific growth rate (0,303 and 0,166 d-1) and productivity (0,120 and 0,089 g.L- 1.d-1), respectively. When cultivated under different agitation conditions, the best answers were obtained with agitation given by 2 submerged pumps, with maximum biomass concentrations 1,21 g.L-1 for Cyanobium sp. and 0,93 g.L-1 for Chlorella sp. For the culture in semicontinuous mode of the microalga Cyanobium sp., the maximum specific growth rate was 0,127 d-1 in the culture with cell concentration 1,0 g.L-1, renewal rate 50% and sodium bicarbonate concentration 1,0 g.L-1. The maximum productivity values (0.071 g.L-1.d-1) and cycle number (10) had been observed in cell concentration 1,0 g.L-1, renewal rate 30% and 1,0 g.L-1 bicarbonate concentration. In the semicontinuous culture with Chlorella sp., the highest specific growth rate (0,149 d-1) was gotten when cultivated with 1,6 g.L-1.d-1 of sodium bicarbonate and cell concentration 0,6 g.L-1). The highest productivity (0,091 g.L-1.d-1) was gotten when cell concentration 0,8 g.L-1, medium renewal rate 40% and sodium bicarbonate concentration 1,6 g.L-1 were used in the culture. Results had shown that semicontinuous mode culture is an alternative to maximize the microalgae production, moreover, the culture system must not only be chosen by the highest productivity, but also in accordance with the desired characteristics of the product.

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1449_1.pdf: 1957099 bytes, checksum: 5372a86dad7eef0cdab8068f19a203f2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / O estuário do rio Sirinhaém, situado no município de Sirinhaém, litoral sul do estado de Pernambuco (8°34 -8°37 S e 35º04 -35°01 W), foi investigado com o objetivo de inventariar a comunidade fitoplanctônica, avaliando a sua capacidade produtiva, a dinâmica espaçotemporal e as principais variáveis ambientais que interferem na sua composição. As coletas dos parâmetros hidrológicos e biológicos foram realizadas mensalmente no período de julho/05 a junho/06, em três pontos fixos, abrangendo dois ciclos de marés (baixa-mar e preamar) em diferentes períodos sazonais (estiagem e chuvoso). Foram aferidos in situ dados sobre as variáveis abióticas: profundidade local, temperatura e transparência da água; concomitantemente, foram coletadas amostras de água, com garrafa oceanográfica do tipo Nansen, para análise da salinidade, do pH, do oxigênio dissolvido, do material em suspensão, dos sais nutrientes e, com garrafa de Kitahara, para clorofila a e produção fitoplanctônica. As amostras do fitoplâncton foram coletadas através de arrasto superficial horizontal com duração de 3 minutos, utilizando uma rede de plâncton (64m de abertura de malha), e posteriormente, fixadas com formol neutralizado a 4%. As marés apresentaram diferenças significativas, destacando-se: a salinidade, a transparência da água, o oxigênio dissolvido, a taxa de saturação do oxigênio e o pH na preamar, e o nitrato, o material em suspensão e a biomassa fitoplanctônica na baixa-mar. Sazonalmente, a transparência e a temperatura da água foram significativas no período de estiagem e o oxigênio dissolvido, a taxa de saturação de oxigênio, os sais nutrientes, o material em suspensão e a biomassa, no período chuvoso. O ambiente variou de limnético a eualino, sendo verticalmente homogêneo, com trechos de zona poluída a supersaturada, e a biomassa juntamente com a produção fitoplanctônica caracterizaram o ambiente como eutrófico. Foram inventariados 180 táxons, distribuídos entre diatomáceas, clorofíceas, dinoflagelados, cianobactérias, euglenofíceas e rodofíceas, em ordem de riqueza taxonômica e abundância, destacando-se como dominante e/ou frequente as espécies Bacillaria paxillifera (O. F. Müller) Hendey, Chaetoceros sp., Cerataulus turgidus Ehrenberg, Coscinodiscus oculus-iridis Ehrenberg, Terpsinoe musica Ehrenberg, Synedra sp., Oedogonium sp. e Pleodorina sp. A riqueza taxonômica não variou sazonalmente, sendo observadas variações espaciais. A presença de espécies marinhas eurialinas foi significativa (42,47%), seguidas das oligoalinas (25,34%) e estuarinas (7,53%). Através da análise das componentes principais, foi possível constatar que o ciclo de maré e a salinidade contribuíram para a complexidade ambiental, sendo os principais condicionantes para os parâmetros hidrológicos e a distribuição da composição fitoplanctônica. A diversidade específica, cujos valores foram considerados altos (>2,5) na maioria das amostras, demonstrou uma distribuição homogênea das populações e uma heterogeneidade fortemente influenciada pelos fluxos limnético e marinho. Os dados obtidos das variáveis ambientais indicadoras da qualidade da água (oxigênio dissolvido e nutrientes), dos parâmetros biológicos (composição, biomassa e produção fitoplanctônica), além dos índices de diversidade específica, demonstraram que a área estudada vem sofrendo impactos que são minimizados pela ação da maré

La producción de biocombustibles a partir de microalgas ha recibido gran interés en las últimas décadas, en respuesta a la creciente crisis energética y el cambio climático. La factibilidad económica para el desarrollo de biocombustibles a partir de microalgas se ve comprometida por los altos costos y consumos energéticos que las correspondientes operaciones requieren. Debido a esto, la producción de coproductos de alto valor agregado resulta atractivo para mejorar la economía y viabilidad de una biorrefinería basada en microalgas. En la presente tesis se propone la formulación de modelos de programación matemática avanzada para el diseño óptimo y la optimización de plantas completas para la producción de biodiesel y otros productos de alto valor. En primer lugar, se propone un modelo de programación no lineal para la optimización de una biorrefinería basada en microalgas para producción de biodiesel, en la que se incluyen unidades de generación de energía a partir de corrientes residuales. En este sentido, el modelo propuesto incorpora restricciones de operación de digestores anaeróbicos, ya que los mismos presentan resultados viables solo bajo ciertas condiciones. Los resultados obtenidos permiten visualizar la factibilidad en cuanto a la reducción de consumo de energía a partir de fuentes fósiles y de suministro de nutrientes de manera externa, con la implementación de unidades de biodigestión anaeróbica y posterior transformación del biogás producido. A continuación, se formulan problemas de programación mixto entera no lineal para la determinación de la configuración óptima de una biorrefinería para la producción de biodiesel a partir de microalgas bajo criterios de optimización económica (maximización del valor presente neto de la biorrefinería propuesta). Asimismo, se lleva a cabo un estudio de riesgo tecnológico sobre las diferentes alternativas de proceso analizadas. La incorporación de coproductos de alto valor agregado en biorrefinerías integradas, supone una mejora en la factibilidad económica para la producción de biocombustibles de tercera generación. En ese marco, se formula un modelo de diseño óptimo de una biorrefinería en base algal para la producción de biodiesel y coproductos de alto valor (biopolímeros y nutraceúticos) como un problema de programación mixto entera no lineal. Los resultados numéricos permiten determinar la viabilidad económica del proceso. Un estudio de sensitividad posterior revela los principales factores que afectan el valor presente neto del proyecto. Por último, se formula un problema de diseño óptimo para una biorrefinería integrada para la producción de astaxantina, un nutracéutico de alto valor. La idea es implementar procesos “verdes”, que colaboren en mitigar las problemáticas actuales en cuanto a la escasez de recursos hídricos, la necesidad de producción de alimentos y el alto consumo energético a partir de fuentes fósiles. Estos factores son tenidos en cuenta como restricciones del problema de diseño. A su vez, se lleva a cabo un estudio de la implementación de la biorrefinería a nivel local. En síntesis, bajo el concepto de “Nexo agua-alimentosenergía”, el modelo desarrollado para la producción de astaxantina permite el diseño de procesos amigables con el medio ambiente, autoabastecidos y económicamente atractivos. / Biofuels production from microalgae has attracted attention in recent decades, in response to the growing energy crisis and climate change. The economic feasibility for the development of microalgae biofuels is compromised by high investment and operational costs as well as energy consumption. The production of value added co-products results an attractive alternative to improve the microalgae-based biorefinery economy and viability. Advanced mathematical programming strategies are applied in this thesis for the optimal design and optimization of facilities for the production of biodiesel and high added-value products. A nonlinear programming model is proposed for the optimization of a microalgaebased biorefinery for biodiesel production, with the inclusion of energy generation units from waste streams. In this sense, the proposed model includes operating constraints of anaerobic digesters, since they present viable results only under certain conditions. Numerical results show the feasibility of reducing energy consumption from fossil sources and the supply of nutrients externally, through the implementation of anaerobic biodigestion units and the subsequent transformation of the produced biogas. Mixed integer nonlinear programming models are formulated to determine the optimal configuration of a biorefinery for the production of biodiesel from microalgae under economic optimization criteria (net present value maximization). Likewise, a technological risk study is carried out on different process alternatives. The incorporation of high added-value co-products within integrated biorefineries implies an economic feasibility improvement for the production of third generation biofuels. In this framework, a mixed integer nonlinear problem for the optimal design of an algae-based biorefinery is formulated. Not only biodiesel production is considered but also high added-value co-products (biopolymers and nutraceuticals). Numerical results show the economic viability of the process. Subsequent sensitivity analysis determines relevant parameters affecting net present value. Finally, an optimal design problem is formulated for an integrated biorefinery for the production of the high value nutraceutical astaxanthin, under the concept of "green" processes. Issues like scarcity of water resources, food production and high energy consumption from fossil sources are taken into account as constraints within the proposed model. Also, a study on the implementation of the integrated biorefinery at local level is carried out. Results allow the design of environmentally friendly processes, self-sufficient and economically attractive, under the concept of "Water-Food-Energy Nexus".

Orientador: Marcela Aparecida Guerreiro Machado / Resumo: A microalga Chlorella possui ácidos graxos poli-insaturados, vitaminas e alto conteúdo proteico. Desse modo, estudos recentes têm explorado o uso de microalgas para obtenção de lipídios, principalmente os de maior valor comercial como o ácido ɣ-linolênico. Estre trabalho objetivou propor um método de cultivo para a microalga Chlorella vulgaris e extração do óleo. Os experimentos foram realizados em duplicata de acordo com o arranjo ortogonal de Taguchi, a partir da qual foram organizadas duas etapas: na primeira foram viabilizados cultivos nos quais os fatores de interesse pudessem ser avaliados em dois níveis de operação: Aeração (1,67 e 3,33L/min), NO3 (0,25 e 0,50 g/L), PO4 -3 (0,35 e 0,65 g/L), NaHCO3 (0,25 e 0,50 g/L), intensidade de luz (0,85 e 14,50 K luz) e fotoperíodo (12 e 24 h). Em tal etapa correu também a colheita, floculação, secagem e moagem da biomassa. Na segunda etapa foram realizadas as extrações lipídicas de acordo com e uso de solventes como o clorofórmio e metanol, utilizou-se também o banho de ultrassom para as extrações dos teores lipídicos. Obteve melhor resultado a concentração de biomassa algal, a qual atingiu a concentração de nitrato (0,50 g/L), concentração de bicarbonato de sódio (0,50 g/L), fosfato (0,65 g/L) e fotoperíodo de 12 em 12hs. O melhor resultado para a extração lipídica ocorreu conforme a metodologia de Zorn (2017), com aproximadamente 2,5% mais eficiente e obteve o seguinte resultado para os fatores, no nível alto são: aeração (3,33... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The micro-algae Chlorella has polyunsaturated fatty acids, vitamins and high protein content. Thus, recent studies have explored the use of microalgae to obtain lipids, especially those with higher commercial value such as β-linolenic acid. The objective of this work was to propose a method of cultivation for the microalga Chlorella vulgaris and extraction of the oil. The experiments were carried out in duplicate according to Taguchi's orthogonal arrangement, from which two stages were organized: in the first, cultures were feasible in which the factors of interest could be evaluated at two levels of operation: aeration (1.67 e 3.33L/min), PO4 -3 (0.35 and 0.65 g / L), NaHCO 3 (0.25 and 0.50 g / L), NO 3 (0.25 and 0.50 g / L) , light intensity (0.85 and 14.50 K light) and photoperiod (12 and 24 h). In this stage also the harvest, flocculation, drying and milling of the biomass took place. In the second stage, the lipid extractions were performed according to the use of solvents such as chloroform and methanol, and the ultrasonic bath was used to extract the lipid contents. The best results were the algal biomass concentration, which reached the concentration of nitrate (0.50 g / L), sodium bicarbonate (0.50 g / L), phosphate (0.65 g / L) and photoperiod every 12 hours The best result for the lipid extraction occurred according to the Zorn (2017) methodology, with approximately 2.5% more efficient and obtained the following result for the factors, at the high level are: aerati... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Messias Borges Silva / Resumo: O cultivo de microalgas tem sido considerado como uma fonte promissora de lipídeos para a obtenção de ácidos graxos de alto valor agregado, como é o caso dos ômegas 3 (ω3) e ômegas 6 (ω6). O uso do planejamento de experimentos (DOE) permite estabelecer condições apropriadas de cultivo para as microalgas que favorece o acúmulo desses ácidos graxos. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo melhorar o desempenho dos cultivos das microalgas Nannochloropsis gaditana e Dunaliella salina, visando a produção de ω3 e ω6. Primeiramente, foram avaliadas, com o uso de uma matriz ortogonal Taguchi L4, as influências das concentrações de nitrato de sódio (de 25 a 75 mg L-1), de acetato de sódio e bicarbonato de sódio (ambas de 0 a 2 g L-1), sobre a produtividade de biomassa (Pb) e de lipídeos (Po). Como resultado, foi notado que tanto o acetato quanto o nitrato, influenciaram positivamente na Pb e na Po, para ambas as microalgas estudadas. O bicarbonato, por outro lado, não melhorou a Po, sendo excluído das etapas posteriores. Na etapa seguinte do trabalho foi realizado um planejamento fatorial completo 22 com ponto central, focando no estudo da concentração de nitrato (75 a 225 mg L-1) e acetato (2 a 6 gL-1) sobre a produtividade dos cultivos. As maiores Pb obtidas foram: 188,93 mg L-1 dia-1 para a microalga N. gaditana (225 mg L-1 de nitrato e 6 g L-1 de acetato) e 118,93 mg L-1 dia-1 para a D. salina (150 mg L-1 de nitrato e 4 g L-1 de acetato). Nestas condições de cultivo, a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T17:31:52Z No. of bitstreams: 1 VIVIANE PEREIRA TIBÚSCIO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 1713471 bytes, checksum: d59a8d796e182346d0ca928f113a30ee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T17:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIVIANE PEREIRA TIBÚSCIO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 1713471 bytes, checksum: d59a8d796e182346d0ca928f113a30ee (MD5) Previous issue date: 2014 / A busca por alternativas energéticas viáveis, de baixo custo, sustentáveis e que possam substituir o uso de combustíveis fósseis tem aumentado. Neste contexto, os biocombustíveis derivados de microalgas torna-se uma opção promissora quer seja do ponto de vista econômico como do ponto de vista ambiental. Os cultivos de microalgas produzem elevada quantidade de biomassa em curto tempo e não requerem extensas áreas para sua produção como acontece com a cana de açúcar utilizada para a produção de etanol, ou a soja, no caso do biodiesel. Este trabalho teve o propósito de caracterizar o potencial de produção de ácidos graxos de microalgas isoladas da região semiárida do estado da Paraíba mantidas em cultivo monoespecífico no banco de culturas de microalgas do LARBIM/UFPB e selecionar espécies potencialmente produtoras desses compostos visando cultivá-las em diferentes condições de estresse com o propósito de incrementar o rendimento final dos ácidos graxos de interesse à produção de biodiesel. Os cultivos foram desenvolvidos utilizando os meios Zarrouk e WC em câmara de cultura a 25°C±1ºC dotada de sistema de iluminação, com fotoperíodo de 12 horas. Foram estudadas 12 cepas incluídas em 7 espécies representantes dos grupos das cianobactérias e clorofíceas. A quantificação de ácidos graxos de cada uma das microalgas estudadas, foi determinado por cromatografia a gás. Duas espécies Pediastrum tetras (D121WC) e Scenedesmus acuminatus (D115WC) apresentaram teores de ácidos graxos 802,1% em relação a soja 211,1% em relação a soja, respectivamente. Por essa razão essas espécies foram cultivadas em diferentes condições de estresse nas mesmas condições de temperatura e fotoperíodo, utilizando-se estresses fótico, térmico e nutricional. Ao final de cada experimento foram determinadas para cada condição testada, os teores de protrínas, lipídeos e carbiodratos. As curvas de crescimento foram acompanhas por medida de fluorescência in vivo, em triplicatas, e todos os parâmetros de crescimento foram analisados para cada espécie testada. Observou-se maior taxa de divisão celular por dia na espécie D112Z (0,71 divisão/dia). Os teores de ácidos graxos na cepa D121WC aumentaram mais do que o dobro sob a condição de estresse fótico. Já para a espécie D115WC ocorreu um aumento no rendimento de ácido graxo ao condiciona-la a estresse térmico de 590,8% em relação à soja. Apesar das duas espécies testadas (Pediastrum tetras e Scenedesmus acuminatus) serem potencialmente importantes para a produção de biodiesel, evidenciase que suas respostas fisiológicas às condições de estresse não são as mesmas. / The search for viable energy alternatives, low cost, sustainable and can replace the use of fossil fuels has increased. In this context, biofuels derived from microalgae become a promising option either from the economic point of view as from the environmental point of view. The cultivation of microalgae produce higher amount of biomass in a short time and require large areas for their production as with sugarcane used for ethanol production, or soybean in the case biodiesel. This study aimed to characterize the potential for production of fatty acids from microalgae isolated from the semiarid region of the state of Paraiba kept growing in monospecific cultures of microalgae bank of LARBIM / UFPB and select potentially producing species of these compounds in order to grow them different stress conditions in order to increase the final yield of the fatty acids of interest for biodiesel production. The cultures were developed using the means Zarrouk and toilet in a growth chamber at 25 ° C ± 1 ° C equipped with lighting system, with a photoperiod of 12 hours. 12 strains included representatives of groups of cyanobacteria and green algae were studied in seven species. The quantification of each fatty microalgae studied acids was determined by gas chromatography. Two species Pediastrum tetras (D121WC) and Scenedesmus acuminatus (D115WC) showed levels of fatty acids 802.1% compared to 211.1% in soybeans compared to soybean, respectively. Therefore these species were grown under different conditions of stress under the same conditions of temperature and photoperiod, using photic, thermal and nutritional stresses. At the end of each experiment were determined for each condition tested, the levels of proteins, lipids and carbohydrates. The growth curves were avidly by measuring in vivo fluorescence in triplicate, and all growth parameters were analyzed for each species tested. Observed a higher rate of cell division per day in D112Z (0.71 divisions / day) species. The levels of fatty acids in strain D121WC increased more than twice on condition of photic stress. As for the species D115WC was an increase in the yield of fatty acid to condition it to heat stress of 590.8% compared to soybean. Although the two potentially important for the production of biodiesel tested species (Pediastrum tetras and Scenedesmus acuminatus) are, it is evident that their physiological responses to stress conditions are not the same.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5046.pdf: 1658349 bytes, checksum: a29e678386c15bfb307df8abcd53cc26 (MD5) Previous issue date: 2013-02-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / Effluents from sewage treatment plants usually have high concentration of inorganic nutrients such as nitrogen (N) and phosphorus (P), which can be used for algal growth. Due to this possibility, the use of such wastewater can become a strategy for reducing the cost of microalgae production and/or reduction of costs in sewage treatment plants. This would result in the reduction of coliform bacteria and nutrients thereby improving the quality of effluent to be discharged. This research aimed to monitor the native community of microalgae and coliform bacteria from wastewater produced from anaerobic treatment of municipal sewage. Two bioassays were performed, an aerated and a non-aerated. Five liters samples of the wastewater were incubated in a greenhouse with semi-controlled environment using batch mode. The results showed no significant variation in pH for any of the bioassays. A reduction of 99.9% of colony forming units (CFU/mL) of both total coliforms and Escherichia coli was obtained after short period incubation. The concentrations of nutrients (N and P) decreased in the aerated bioassay, but not in the non aerated one. The growth curve of microalgae community presented an initial adjustment/adaptation phase only in the aerated bioassay, whereas in the nonaerated, microalgae growth was exponential since the beginning of incubation. The microalgae Chlorophyceae Chlorella vulgaris was dominant in the phytoplankton community in both bioassays coming to 99% of the total biomass. In the aerated bioassay, 12 taxa distributed into five classes were present (Chlorophyceae, Cyanophyceae, Chrysophyceae, Bacillariophyceae and Euglenophyceae), whereas in the non-aerated, only three classes were identified (Chlorophyceae, Cyanophyceae and Euglenophyceae), with 6 taxa. We conclude that the anaerobic sewage effluent supported algal growth, mainly the Chlorophyceae Chlorella vulgaris and improved the anaerobic sewage treatment wastewater quality, reducing their potential for eutrophication. We also conclude that effluent aeration is most useful when the objective is the production of microalgae and nutrients reduction. / Os efluentes de estações de tratamento de esgoto apresentam elevada concentração de nutrientes inorgânicos, como nitrogênio (N) e fósforo (P), que podem ser usados para o crescimento algal. Dada à essa possibilidade, o uso desse resíduo pode tornar-se uma estratégia para a redução dos custos de produção de microalgas e/ou abatimento de gastos em estações de tratamento de esgoto. Isso teria como consequência a redução dos nutrientes e de bactérias coliformes no efluente, melhorando assim sua qualidade antes do descarte final. Esta pesquisa teve como objetivo principal monitorar a comunidade de microalgas nativas e bactérias coliformes em efluente resultante de tratamento anaeróbio de esgoto municipal. Foram realizados 2 bioensaios, um aerado e outro não aerado em amostras de 5 L incubadas em casa de vegetação com ambiente semicontrolado. Os resultados mostraram que não houve variação significativa do pH para qualquer um dos bioensaios. Detectou-se redução de 99,9% de unidades formadoras de colônias (UFC/mL) tanto de coliformes totais, quanto Escherichia coli. O bioensaio aerado apresentou redução nas concentrações de nutrientes (N e P). A curva de crescimento da comunidade de microalgas apresentou uma fase de adaptação inicial apenas no bioensaio aerado, enquanto que no não aerado, o crescimento foi exponencial desde o início da incubação. Chlorella vulgaris foi a microalga dominante na comunidade fitoplanctônica em qualquer um dos bioensaios (99% do total). No bioensaio aerado, 12 táxons distribuídos em 5 classes algais estiveram presentes (Chlorophyceae, Cyanophyceae, Chrysophyceae, Euglenophyceae e Bacillariophyceae), enquanto que no não aerado, apenas 3 classes foram identificadas (Chlorophyceae, Cyanophyceae e Euglenophyceae), com 6 táxons. Dos resultados obtidos, conclui-se que o efluente de esgoto anaeróbio suportou o crescimento algal, principalmente da Chlorophyceae Chlorella vulgaris, que melhorou a qualidade do efluente, reduzindo seu potencial de eutrofização. Conclui-se ainda que a aeração do efluente é indicada quando se objetiva, além da produção de microalgas, a redução de nutrientes.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sidney de O Novaes Junior.pdf: 6661390 bytes, checksum: db911a668b5af886529a0d861278a4c1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / This study aimed to assess the potential growth of two species of microalgae ( Chlorella vulgaris and Scenedesmus subspicatus ) in two types of effluents ( humans and pigs ) in order to obtain lipids that could be converted into biodiesel . Such compounds must meet the specifications contained in Resolution No. 07 / 2008 of ANP . The effluents were collected in human Station Wastewater Treatment III , located in the city of Foz do Iguaçu / PR and swine effluent in Granja São Jorge ( Colombari ) , located in the municipality of São Miguel do Iguaçu / PR . Both were sent to laboratories for analysis IAP and NUCLEOTEC constatassem that the presence of nitrogenous and phosphatic and oils and greases total , respectively. The effluents were diluted to previously autoclaved and which can serve as culture media for microorganisms . They were then inoculated samples of each type of microalgae in an effluent and evaluated their growth. In four vials was added the compound mineral Agrostemin ® to assess their influence on the results . Prepared growth curves after 60 days of cultivation samples were filtered under vacuum for further extraction of oils using ultrasound. The samples were sent for analysis of lipid content and composition in terms of fatty acids by gas chromatography , which demonstrated the presence of fatty acids that make up biodiesel . The physico-chemical characterization of the effluent showed the presence of small amounts of fats and greases in both the total effluent . The quantitative analysis of lipids showed the highest concentration in the cultivation of C. vulgaris in human effluent , with 50.12 % . With the addition of Agrostemin ®, the yield was better in the cultivation of S. subspicatus in swine wastewater , with 80% increase in the production of lipids , followed by the growth of C. vulgaris in human effluent , with 41 % . The acids were higher concentrations linoleic (C18 : 2) , the cultivation of C. vulgaris in human effluent with 35.17 % , followed by the arachidic ( 20:0 ) with the same microalgae , now in swine wastewater , with 37.29 % , the palmitoleic ( C16 : 1 ) arising from the cultivation of S. subspicatus in human effluent , with 28.85% and pentadecanoic ( C15 : 1 ), the culture of the same organism in swine wastewater , with 55.22 % . It was found that the latter is what gives the best results, but the viability of the remainder is also promising. / Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de crescimento de duas espécies de microalgas (Chlorella vulgaris e Scenedesmus subspicatus) em dois tipos de efluentes (humanos e suínos) com a finalidade de se obter lipídios que pudessem ser convertidos em biodiesel. Tais compostos precisam atender às especificações contidas na Resolução nº 07/2008 da ANP. Os efluentes humanos foram coletados na Estação de Tratamento de Efluentes III, localizada na cidade de Foz do Iguaçu/PR e os efluentes suínos na Granja São Jorge (Colombari), localizada no município de São Miguel do Iguaçu/PR. Ambos foram enviados aos laboratórios do IAP e NUCLEOTEC para análises que constatassem a presença de componentes nitrogenados e fosfatados e de óleos e graxas totais, respectivamente. Os efluentes foram previamente autoclavados e diluídos para que pudessem servir de meios de cultura para os microrganismos. Foram, então, inoculadas amostras de cada microalga em um tipo de efluente e avaliado o seu crescimento. Em quatro frascos foi acrescentado o composto mineral Agrostemin® para avaliar sua influência nos resultados. Elaboradas as curvas de crescimento, após 60 dias de cultivo as amostras foram filtradas a vácuo para posterior extração dos óleos utilizando ultrassom. As amostras foram enviadas para análise do teor de lipídios e sua composição em termos de ácidos graxos por cromatografia gasosa, onde se constatou a presença de ácidos graxos que compõem o biodiesel. A caracterização físico-química dos efluentes constatou a presença de pequena quantidade de gorduras e graxas totais em ambos os efluentes. A análise quantitativa dos lipídios apontou a maior concentração no cultivo de C. vulgaris em efluentes humanos, com 50,12%. Com a adição do Agrostemin®, o melhor rendimento foi no cultivo de S. subspicatus em efluentes suínos, com aumento de 80% na produção de lipídios, seguido do cultivo de C. vulgaris em efluentes humanos, com 41%. Os ácidos com maiores concentrações foram o linoleico (C18:2), do cultivo de C. vulgaris em efluente humano com 35,17%, seguido do araquídico (20:0) com a mesma microalga, agora em efluente suíno, com 37,29%, o palmitoleico (C16:1) oriundo do cultivo de S. subspicatus em efluente humano, com 28,85% e o pentadecanoico (C15:1), da cultura do mesmo microrganismo em efluente suíno, com 55,22%. Constatou-se que este último é o que apresenta os melhores resultados, mas a viabilidade do restante é igualmente promissora.