A Cianobactéria Spirulina platensis representa uma fonte de proteínas e ácidos graxos que a tornam importante como suplemento alimentar. A fonte de nitrogênio é um nutriente que exerce influência em seu metabolismo. Neste trabalho, observou-se o crescimento de S. platensis e a composição da biomassa obtida, com a utilização de cloreto de amônio como fonte de nitrogênio por processo descontínuo alimentado. Com a utilização de planejamento fatorial, foi realizado o estudo do tempo de alimentação do cloreto de amônio e da intensidade luminosa no cultivo da S. platensis. Os resultados foram avaliados com auxílio da metodologia de superfície de resposta. Menores teores de proteínas e lipídios na biomassa final foram encontrados nos cultivos submetidos a maiores intensidades luminosas. A condição ótima calculada, obtida pela análise estatística, para a obtenção da concentração celular máxima (Xm) e fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N) foi encontrada no cultivo sob intensidade luminosa de 13 klux e tempo de alimentação de 17,2 dias. Nessas condições foram obtidos Xm igual 1771 ± 2,3 mg/L e YX/N igual a 5,7 ± 0,17 mg/mg, 3,4% e 4,0% menores que os valores máximos estimados pelo modelo matemático, respectivamente. Maiores produtividades foram obtidas nos cultivos submetidos a maiores intensidades luminosas e menores tempos de alimentação. / Cyanobacterium Spirulina platensis represents a protein and fatty acid source that becomes it important as food supplement. The nitrogen source is a nutrient that influences in its metabolism. In this work, it was observed the S. platensis growth and biomass composition using ammonium chloride as nitrogen source in fed-batch process. Using factorial experimental design, it was carried out the study of the ammonium chloride feeding time and light intensity in the S. platensis culture. The results were evaluated by response surface methodology (RSM). Lower protein and lipids contents were found in cell cultures cultivated at higher light intensity. The predictive optimal condition, obtained by statistic analysis, for maximum cellular concentration (Xm) and nitrogen-cell conversion factor (YX/N) was obtained in the culture grown at 13 klux and feeding time of 17.2 days. In these conditions, Xm of 1771 ± 2.3 mg/L and YX/N of 5.7 ± 0.17 mg/mg were obtained. These values are 3.4 % and 4.0 % lower than that ones predicted by mathematical model, respectively. Higher productivities were observed in the culture grown at higher intensity light and lower feeding time.

A toxina tetânica é uma proteína sintetizada pelo bacilo Clostridium tetani que após destoxificação através da ação do formol, continua apresentando propriedades antigênicas e imunogênicas, obtendo a denominação toxóide tetânico. A síntese dessa proteína ocorre quando esse bacilo encontra-se na sua forma vegetativa e em meio de cultura específico relativamente complexo contendo glicose e peptonas. O efeito simultâneo de diferentes níveis de glicose (Go) e N-Z Case TT® (NZo) como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, na produção de toxina tetânica foi investigada nesta primeira parte do trabalho em cultivo estático por meio de planejamento fatorial em estrela com cinco níveis e avaliado por metodologia de superfície de resposta, com a finalidade de otimização do processo. O valor mais alto de toxina tetânica encontrado, correspondente a Go = 9,7 g/L e NZo = 43,5 g/L, foi 79% maior que aqueles obtidos em condições padrões de cultivo (Go = 8,0 g/L e NZo = 25,0 g/L). Também foram realizados cultivos de C. tetani utilizando o processo descontínuo alimentado com diferentes protocolos para a correção da concentração de glicose no meio de cultivo ao longo do tempo em diferentes concentrações iniciais de N-Z Case TT®. Dois grupos de ensaios foram executados: a) experimentos realizados com a correção da concentração de glicose para 3,0 g/L nos instantes 16, 56 e 88 h e b) experimentos com correção inicial da concentração de glicose para 3,0 g/L e após esta cair para 1-1,5 g/L. O primeiro protocolo de correção da concentração de glicose e NZo = 50,0 g/L foram as melhores condições para obtenção de toxina tetânica. Nestas condições, o título de toxina tetânica foi 300% maior que aqueles obtidos em cultivos padrão. / The tetanus toxin is a neurotoxin synthesized by the bacillus Clostridium tetani that, after detoxification with formaldehyde, still exhibits antigenic and immunologic properties, hence its denomination of tetanus toxoid. Such a neurotoxin is produced by cultivations of the microorganism in vegetative form on a relatively complex specific medium containing glucose and peptone. The simultaneous effects of the starting levels of glucose (Go) and N-Z Case TT® (NZo) as carbon and nitrogen sources, respectively, on the production of tetanus toxin, have been investigated in this work in static cultivations by means of a five-levels star-shaped experimental design and evaluated by Response Surface Methodology (RSM) for optimization purposes. The highest final average yield of tetanus toxin, achieved at Go = 9.7 g/L and NZo = 43.5 g/L, was 79% higher than that obtained with standard cultivations (Go = 8.0 g/L and NZo = 25.0 g/L). Also, there were carried out cultivations of C. tetani using fed-batch process at different protocols to correct the glucose concentration in the cultivation medium along the time at different initial N-Z Case TT® concentrations (NZo). Two series of runs were performed: a) experiments with the correction of the glucose concentration to 3.0 g/L in the times 16, 56 and 88 hours and b) experiments with initial correction of the glucose concentration to 3.0 g/L and after it to drop to 1-1,5 g/L. The former protocol to correct the glucose concentration and NZo = 50.0 g/L were the best condition to obtain tetanus toxin. In these conditions, the yield of tetanus toxin was 300% higher than that obtained with standard cultivations.

A glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PDH) é a primeira enzima do processo oxidativo da via das pentoses fosfato e apresenta diversas aplicações industriais. Foram avaliadas as influências de algumas variáveis sobre a produção de G6PDH. No Processo Descontínuo variaram-se a concentração da fonte de carbono, relação carbono-nitrogênio, concentração de aminoácidos e nucleotídeos , pH e a vazão de ar fornecida. A variação na atividade enzimática indicou que as condições do meio são importantes na obtenção desta enzima, tendo sido obtida atividade específica máxima de 86 U/g cél e produtividade de 10,5 U/L.h. No Processo Descontínuo-Alimentado variaram-se o sistema de adição e os nutrientes alimentados. A atividade específica máxima obtida foi 72 U/g cél e a produtividade foi 47 U/L.h. Os resultados indicaram o controle da concentração de glicose em 5g/L para uma melhor produtividade e a necessidade de maiores estudos a fim de otimizar o processo. / The glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) is the first enzyme of the pentose phosphate pathway, converting glucose-6-phosphate into 6-phosphogluconate. Besides its importance in biochemistry and medical studies, this enzyme is used in several analytical methods, industrial and commercial application. In this work the influence of several variables in the production of Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase in batch and fed-batch processes were studied. In batch cultures the variables were the glucose concentration (10 and 20 g/L), the C:N ratio (3.5 and 6.7 g/g), the aminoacids and nucleotides concentrations (10 and 20 mg/L), pH (4.6 and 5.7) and the aeration (0, 0.8, 1.7 and 2.2 vvm). It was observed that the G6PDH activity varied according to the conditions of the culture. Specific Activity value of 86 U/g cell and productivity of 10,5 U/L.h were attained when the test was carried out as follows: 30oC, pH 5.7, 400 rpm, 2.2 vvm, C:N ratio of 6.7, glucose concentration of 10 g/L, aminoacids (Tryptophan and Hystidine) and nucleotides (Adenine and Uracil) concentrations of 20 mg/L. Nevertheless, the fed-batch process was more efficient and productive than the batch process. The productivity obtained in the best fed-batch condition (glucose addition by an increasing exponential mode) was 47 U/L.h, more than four folds the productivity of the batch culture. So that, by maintaining the glucose concentration in the medium below 5 g/L, the productivity should be improved. However, more studies are needed for optimizing the G6PDH production in a Fed-Batch process. In the fed-batch cultures the feeding conditions and kind of feeding were studied. It was observed that the best fed-batch G6PDH specific activity (72 U/g of cell when the glucose was added in a decreasing linear mode) was lower than that attained in the batch cultures.

A toxina tetânica é uma proteína sintetizada pelo bacilo Clostridium tetani que após destoxificação através da ação do formol, continua apresentando propriedades antigênicas e imunogênicas, obtendo a denominação toxóide tetânico. A síntese dessa proteína ocorre quando esse bacilo encontra-se na sua forma vegetativa e em meio de cultura específico relativamente complexo contendo glicose e peptonas. O efeito simultâneo de diferentes níveis de glicose (Go) e N-Z Case TT® (NZo) como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, na produção de toxina tetânica foi investigada nesta primeira parte do trabalho em cultivo estático por meio de planejamento fatorial em estrela com cinco níveis e avaliado por metodologia de superfície de resposta, com a finalidade de otimização do processo. O valor mais alto de toxina tetânica encontrado, correspondente a Go = 9,7 g/L e NZo = 43,5 g/L, foi 79% maior que aqueles obtidos em condições padrões de cultivo (Go = 8,0 g/L e NZo = 25,0 g/L). Também foram realizados cultivos de C. tetani utilizando o processo descontínuo alimentado com diferentes protocolos para a correção da concentração de glicose no meio de cultivo ao longo do tempo em diferentes concentrações iniciais de N-Z Case TT®. Dois grupos de ensaios foram executados: a) experimentos realizados com a correção da concentração de glicose para 3,0 g/L nos instantes 16, 56 e 88 h e b) experimentos com correção inicial da concentração de glicose para 3,0 g/L e após esta cair para 1-1,5 g/L. O primeiro protocolo de correção da concentração de glicose e NZo = 50,0 g/L foram as melhores condições para obtenção de toxina tetânica. Nestas condições, o título de toxina tetânica foi 300% maior que aqueles obtidos em cultivos padrão. / The tetanus toxin is a neurotoxin synthesized by the bacillus Clostridium tetani that, after detoxification with formaldehyde, still exhibits antigenic and immunologic properties, hence its denomination of tetanus toxoid. Such a neurotoxin is produced by cultivations of the microorganism in vegetative form on a relatively complex specific medium containing glucose and peptone. The simultaneous effects of the starting levels of glucose (Go) and N-Z Case TT® (NZo) as carbon and nitrogen sources, respectively, on the production of tetanus toxin, have been investigated in this work in static cultivations by means of a five-levels star-shaped experimental design and evaluated by Response Surface Methodology (RSM) for optimization purposes. The highest final average yield of tetanus toxin, achieved at Go = 9.7 g/L and NZo = 43.5 g/L, was 79% higher than that obtained with standard cultivations (Go = 8.0 g/L and NZo = 25.0 g/L). Also, there were carried out cultivations of C. tetani using fed-batch process at different protocols to correct the glucose concentration in the cultivation medium along the time at different initial N-Z Case TT® concentrations (NZo). Two series of runs were performed: a) experiments with the correction of the glucose concentration to 3.0 g/L in the times 16, 56 and 88 hours and b) experiments with initial correction of the glucose concentration to 3.0 g/L and after it to drop to 1-1,5 g/L. The former protocol to correct the glucose concentration and NZo = 50.0 g/L were the best condition to obtain tetanus toxin. In these conditions, the yield of tetanus toxin was 300% higher than that obtained with standard cultivations.

A glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PDH) é a primeira enzima do processo oxidativo da via das pentoses fosfato e apresenta diversas aplicações industriais. Foram avaliadas as influências de algumas variáveis sobre a produção de G6PDH. No Processo Descontínuo variaram-se a concentração da fonte de carbono, relação carbono-nitrogênio, concentração de aminoácidos e nucleotídeos , pH e a vazão de ar fornecida. A variação na atividade enzimática indicou que as condições do meio são importantes na obtenção desta enzima, tendo sido obtida atividade específica máxima de 86 U/g cél e produtividade de 10,5 U/L.h. No Processo Descontínuo-Alimentado variaram-se o sistema de adição e os nutrientes alimentados. A atividade específica máxima obtida foi 72 U/g cél e a produtividade foi 47 U/L.h. Os resultados indicaram o controle da concentração de glicose em 5g/L para uma melhor produtividade e a necessidade de maiores estudos a fim de otimizar o processo. / The glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) is the first enzyme of the pentose phosphate pathway, converting glucose-6-phosphate into 6-phosphogluconate. Besides its importance in biochemistry and medical studies, this enzyme is used in several analytical methods, industrial and commercial application. In this work the influence of several variables in the production of Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase in batch and fed-batch processes were studied. In batch cultures the variables were the glucose concentration (10 and 20 g/L), the C:N ratio (3.5 and 6.7 g/g), the aminoacids and nucleotides concentrations (10 and 20 mg/L), pH (4.6 and 5.7) and the aeration (0, 0.8, 1.7 and 2.2 vvm). It was observed that the G6PDH activity varied according to the conditions of the culture. Specific Activity value of 86 U/g cell and productivity of 10,5 U/L.h were attained when the test was carried out as follows: 30oC, pH 5.7, 400 rpm, 2.2 vvm, C:N ratio of 6.7, glucose concentration of 10 g/L, aminoacids (Tryptophan and Hystidine) and nucleotides (Adenine and Uracil) concentrations of 20 mg/L. Nevertheless, the fed-batch process was more efficient and productive than the batch process. The productivity obtained in the best fed-batch condition (glucose addition by an increasing exponential mode) was 47 U/L.h, more than four folds the productivity of the batch culture. So that, by maintaining the glucose concentration in the medium below 5 g/L, the productivity should be improved. However, more studies are needed for optimizing the G6PDH production in a Fed-Batch process. In the fed-batch cultures the feeding conditions and kind of feeding were studied. It was observed that the best fed-batch G6PDH specific activity (72 U/g of cell when the glucose was added in a decreasing linear mode) was lower than that attained in the batch cultures.

Esta Tese trata do controle e integração de centrais eólicas à rede elétrica interligada, utilizando-se geradores de indução duplamente alimentados (GIDE). O objetivo principal da Tese foi desenvolver estratégias de controle discreto para o sistema de geração eólica, de forma a reduzir os impactos na qualidade da energia gerada, em função dos diversos regimes e transitórios de vento, que podem ocorrer no sítio eólico. Para o projeto do sistema de controle dos geradores foi adotada a técnica do controle vetorial, de forma a desacoplar o controle do fluxo das potências ativa e reativa entre o gerador e a rede elétrica. Visando caracterizar os diversos modos de operação do GIDE, com velocidades acima e abaixo da síncrona, foi desenvolvido um estudo de regime permanente do gerador, obtendo-se os limites de correntes, tensões e demais grandezas elétricas e mecânicas, para uma determinada faixa de velocidade. As principais estratégias de controle atualmente utilizadas pelos fabricantes de turbinas eólicas foram analisadas, destacando-se os aspectos da eficiência energética do conjunto turbina-gerador e da qualidade da energia. O projeto das malhas de controle dos conversores estáticos conectados ao circuito do rotor foi desenvolvido utilizando a técnica de controle discreto, propondo-se as estratégias de controle e o conjunto de especificações para definição dos ganhos dos controladores, objetivando reduzir os impactos na qualidade da energia gerada. Foi analisada a influência da modelagem da turbina com eixos elásticos e eixos rígidos, no comportamento das variáveis controladas. Buscando reduzir os harmônicos de ordem elevada da corrente do gerador, devido à modulação por largura de pulso (PWM) dos conversores estáticos, foi proposta uma estratégia de projeto de filtro passivo LCL, instalado no circuito do rotor. Um programa de simulação no ambiente Matlab/Simulinkâ foi desenvolvido, para análise da interligação de um parque eólico, representado por uma turbina equivalente, ao sistema elétrico de potência reduzido, permitindo estudos de regime permanente e transitório. Com este programa, um estudo de caso foi realizado, avaliando-se o controle e a integração de uma usina eólica de 192MW, conectada na rede básica do sistema interligado nacional, na tensão 230kV. Os resultados obtidos mostram as contribuições, das estratégias de controle propostas, para melhorar o comportamento das tensões do sistema elétrico quando da ocorrência de transitórios de ventos na usina. / This Thesis presents the control and integration of wind farms to the interconnected power grid, using doubly fed induction generators (DFIG). The main objective of the present Thesis was to develop discrete control strategies for the wind generation system, with the goal to reduce the wind variations impacts in the grid power quality. The design technique selected for the generators control system was the vector control technique, which allows independent control of active and reactive power flow between the generator and the grid. In order to characterize the diverse operation modes of the DFIG, below and above the synchronous speed, a generator steady-state study was developed, getting the current and voltage limits and the others electric and mechanical safe limits variables, for one determined speed range. The main control strategies currently used by the wind turbines manufacturers were analyzed, highlighting the aspects of the turbine-generator energy efficiency and the power quality. The control loops design of the static converters was developed using the discrete control technique. It was elaborated the control strategies and also the basic specifications used to define the controllers gains, with the key target to reduce the impacts in the grid power quality caused by the wind variations. Other aspect covered by this work was the influence of the turbine modeling, with rigid shafts and with shafts of a relatively low stiffness, in the control system performance. In a way to reduce high order harmonics in the generator current, caused by the pulse width modulation (PWM) of the static converters, it was proposed a design strategy of a passive LCL filter, installed in the rotor circuit. A simulation program was developed, using the Matlab/SimulinkÔ platform, to analyze the interconnection of a wind farm, represented by a equivalent turbine, to the reduced power electrical system, allowing steady-state and transient studies. With this simulation program, a case study was developed evaluating the control and integration of a 192MW wind farm, connected to 230kV voltage level of the national interconnected power system. The main results reached by this work showed the contributions of the control strategies proposed to improve the electrical system voltages behavior, when wind variations occur in the wind farm.

A Cianobactéria Spirulina platensis representa uma fonte de proteínas e ácidos graxos que a tornam importante como suplemento alimentar. A fonte de nitrogênio é um nutriente que exerce influência em seu metabolismo. Neste trabalho, observou-se o crescimento de S. platensis e a composição da biomassa obtida, com a utilização de cloreto de amônio como fonte de nitrogênio por processo descontínuo alimentado. Com a utilização de planejamento fatorial, foi realizado o estudo do tempo de alimentação do cloreto de amônio e da intensidade luminosa no cultivo da S. platensis. Os resultados foram avaliados com auxílio da metodologia de superfície de resposta. Menores teores de proteínas e lipídios na biomassa final foram encontrados nos cultivos submetidos a maiores intensidades luminosas. A condição ótima calculada, obtida pela análise estatística, para a obtenção da concentração celular máxima (Xm) e fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N) foi encontrada no cultivo sob intensidade luminosa de 13 klux e tempo de alimentação de 17,2 dias. Nessas condições foram obtidos Xm igual 1771 ± 2,3 mg/L e YX/N igual a 5,7 ± 0,17 mg/mg, 3,4% e 4,0% menores que os valores máximos estimados pelo modelo matemático, respectivamente. Maiores produtividades foram obtidas nos cultivos submetidos a maiores intensidades luminosas e menores tempos de alimentação. / Cyanobacterium Spirulina platensis represents a protein and fatty acid source that becomes it important as food supplement. The nitrogen source is a nutrient that influences in its metabolism. In this work, it was observed the S. platensis growth and biomass composition using ammonium chloride as nitrogen source in fed-batch process. Using factorial experimental design, it was carried out the study of the ammonium chloride feeding time and light intensity in the S. platensis culture. The results were evaluated by response surface methodology (RSM). Lower protein and lipids contents were found in cell cultures cultivated at higher light intensity. The predictive optimal condition, obtained by statistic analysis, for maximum cellular concentration (Xm) and nitrogen-cell conversion factor (YX/N) was obtained in the culture grown at 13 klux and feeding time of 17.2 days. In these conditions, Xm of 1771 ± 2.3 mg/L and YX/N of 5.7 ± 0.17 mg/mg were obtained. These values are 3.4 % and 4.0 % lower than that ones predicted by mathematical model, respectively. Higher productivities were observed in the culture grown at higher intensity light and lower feeding time.

A microalga Spirulina platensis, fornece uma biomassa rica em proteínas, ácidos graxos polinsaturados, vitaminas e outros componentes de alto valor como a clorofila, a qual pode ser utilizada como corante em medicamentos, cosméticos e alimentos. No presente trabalho, estudou-se a influência da iluminação, simultaneamente com a utilização de uréia como fonte de nitrogênio por meio de processo descontínuo alimentado, no crescimento de Spirulina platensis e conteúdo de clorofila da biomassa. Foram utilizados tanques abertos, com volume de cultivo de 5L. Dentre os ensaios realizados, o melhor crescimento ocorreu com a utilização de 2500mg de uréia a 5600lux de iluminância, e o pior com 2500mg de uréia a 1400lux de iluminância. O maior conteúdo de clorofila na biomassa, por sua vez, foi obtido com 2500mg de uréia a 1400lux de iluminância, e o menor com 2500mg de uréia a 5600lux de iluminância. Uma regressão estatística para a produtividade em clorofila (mg.L-1.dia-1)foi realizada, a partir de valores codificados para os parâmetros em estudo, obtendo-se a seguinte equação de regressão: PCla= 1,53 - O,16.Mutc2 - 0,28.Ec2 + 0,2.Mutc + 0,13.Ec A partir da derivada da equação, calculou-se os valores dos parâmetros estudados correspondentes ao ponto ótimo de produtividade em clorofila para as condições deste trabalho, os quais foram 2902mg de uréia e 3845lux de iluminância, o que mostra que valores intermediários de iluminância promovem um equilíbrio entre crescimento celular e biossíntese de clorofila. / The microalga Spirulina platensis gives a high protein, fatty acids and vitamins contents biomass, besides other high value components like chlorophyll, that can be produced and used like a color in medicines, cosmetics and food. In this work, the influence of iIIuminance and utilization of urea as nitrogen source by fed-batch system in the Spirulina platensis growth and chlorophyll content was studied. Cultivates were carried out in open ponds with a 5L fermentation volume. The best growth result happened with the utilization of 2500mg of urea at 5600lux of iIIuminance, and the worst with 2500mg of urea at 1400lux of iIIuminance. The highest biomass chlorophyll content, otherwise, was observed with 2500mg of urea and 1400lux of iIIuminance, and the lowest with 2500mg of urea at 5600lux of iIIuminance. Statistical regression for chlorophyll productivity (mg.L-1.dia-1),using the studied parameters codified values was done, giving the equation below: PCla= 1,53 - O,16.Mutc2 - 0,28.Ec2 + 0,2.Mutc + 0,13.Ec From the derivative of the function, the studied parameters values correspondents to the optimal chlorophyll productivity point was calculated, concerning to the conditions of this work, being obtained 2902mg of urea and 3845lux of iIIuminance. This shows that intermediate iIIuminance values provides equilibrium between cellular growth and chlorophyll biosynthesis.

Esta Tese trata do controle e integração de centrais eólicas à rede elétrica interligada, utilizando-se geradores de indução duplamente alimentados (GIDE). O objetivo principal da Tese foi desenvolver estratégias de controle discreto para o sistema de geração eólica, de forma a reduzir os impactos na qualidade da energia gerada, em função dos diversos regimes e transitórios de vento, que podem ocorrer no sítio eólico. Para o projeto do sistema de controle dos geradores foi adotada a técnica do controle vetorial, de forma a desacoplar o controle do fluxo das potências ativa e reativa entre o gerador e a rede elétrica. Visando caracterizar os diversos modos de operação do GIDE, com velocidades acima e abaixo da síncrona, foi desenvolvido um estudo de regime permanente do gerador, obtendo-se os limites de correntes, tensões e demais grandezas elétricas e mecânicas, para uma determinada faixa de velocidade. As principais estratégias de controle atualmente utilizadas pelos fabricantes de turbinas eólicas foram analisadas, destacando-se os aspectos da eficiência energética do conjunto turbina-gerador e da qualidade da energia. O projeto das malhas de controle dos conversores estáticos conectados ao circuito do rotor foi desenvolvido utilizando a técnica de controle discreto, propondo-se as estratégias de controle e o conjunto de especificações para definição dos ganhos dos controladores, objetivando reduzir os impactos na qualidade da energia gerada. Foi analisada a influência da modelagem da turbina com eixos elásticos e eixos rígidos, no comportamento das variáveis controladas. Buscando reduzir os harmônicos de ordem elevada da corrente do gerador, devido à modulação por largura de pulso (PWM) dos conversores estáticos, foi proposta uma estratégia de projeto de filtro passivo LCL, instalado no circuito do rotor. Um programa de simulação no ambiente Matlab/Simulinkâ foi desenvolvido, para análise da interligação de um parque eólico, representado por uma turbina equivalente, ao sistema elétrico de potência reduzido, permitindo estudos de regime permanente e transitório. Com este programa, um estudo de caso foi realizado, avaliando-se o controle e a integração de uma usina eólica de 192MW, conectada na rede básica do sistema interligado nacional, na tensão 230kV. Os resultados obtidos mostram as contribuições, das estratégias de controle propostas, para melhorar o comportamento das tensões do sistema elétrico quando da ocorrência de transitórios de ventos na usina. / This Thesis presents the control and integration of wind farms to the interconnected power grid, using doubly fed induction generators (DFIG). The main objective of the present Thesis was to develop discrete control strategies for the wind generation system, with the goal to reduce the wind variations impacts in the grid power quality. The design technique selected for the generators control system was the vector control technique, which allows independent control of active and reactive power flow between the generator and the grid. In order to characterize the diverse operation modes of the DFIG, below and above the synchronous speed, a generator steady-state study was developed, getting the current and voltage limits and the others electric and mechanical safe limits variables, for one determined speed range. The main control strategies currently used by the wind turbines manufacturers were analyzed, highlighting the aspects of the turbine-generator energy efficiency and the power quality. The control loops design of the static converters was developed using the discrete control technique. It was elaborated the control strategies and also the basic specifications used to define the controllers gains, with the key target to reduce the impacts in the grid power quality caused by the wind variations. Other aspect covered by this work was the influence of the turbine modeling, with rigid shafts and with shafts of a relatively low stiffness, in the control system performance. In a way to reduce high order harmonics in the generator current, caused by the pulse width modulation (PWM) of the static converters, it was proposed a design strategy of a passive LCL filter, installed in the rotor circuit. A simulation program was developed, using the Matlab/SimulinkÔ platform, to analyze the interconnection of a wind farm, represented by a equivalent turbine, to the reduced power electrical system, allowing steady-state and transient studies. With this simulation program, a case study was developed evaluating the control and integration of a 192MW wind farm, connected to 230kV voltage level of the national interconnected power system. The main results reached by this work showed the contributions of the control strategies proposed to improve the electrical system voltages behavior, when wind variations occur in the wind farm.

Microalgas são organismos unicelulares, eucariontes, fotossintetizantes e eficientes fixadores de gás carbônico que apresentam grande potencial para produção de ácidos graxos além de pigmentos, como os carotenóides e a clorofila, de interesse nas indústrias de alimentos, química, farmacêutica e de cosméticos. Dentre as microalgas, o microrganismo Ankistrodesmus braunii vem sendo citado como capaz de produzir grandes quantidades de lipídios, podendo corresponder a até 73% de sua massa seca, com produção de ácidos graxos insaturados, como o ácido linolênico. Esse microrganismo se destaca do ponto de vista industrial por poder ser conduzido em reatores e em meios de cultivo complexos. As fontes de nitrogênio, as concentrações empregadas destes nutrientes, bem como o tipo de processo de cultivo interferem na composição de biomassas fotossintetizantes. O uso de reatores tubulares tem sido estudado e tem se apresentado interessante por permitir a obtenção de altas concentrações celulares. Nesse sentido, este trabalho teve a finalidade de estudar o crescimento de Ankistrodesmus braunii em reator tubular com uso de diferentes quantidades de nitrato de sódio por processos descontínuo, descontínuo alimentado e semi-contínuo. Nos cultivos descontínuos, a máxima concentração celular (Xm) encontrada foi de 1588 ± 11 mg.L-1 com uso de 20 mM de NaNO3. O uso do processo descontínuo alimentado, o qual teve adição de 20 mM de NaNO3 feito num intervalo a cada 48 horas sendo iniciada a adição no primeiro dia, permitiu a obtenção de Xm = 2753 ± 7 mg.L-1; porém não foi possível eliminar a fase lag do cultivo, levando a uma produtividade em células (Px) de 351 ± 1 mg.L-1.dia-1. O processo semi-contínuo foi eficiente para eliminar a fase lag do cultivo, permitindo a obtenção de Xm = 2399 ± 5 mg.L-1 e um aumento de até 50% em Px, que chegou a valores de 525 ± 1 mg.L-1.dia-1 em cultivos com uso de 20 mM de NaNO3. Nesta condição os teores de proteínas e lipídios nas biomassas foram de 34,8 ± 0,2% e 38,6 ± 0,2%, respectivamente. Foi observado que, independentemente do tipo de processo empregado, há um decréscimo do valor do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N) com o aumento da adição de NaNO3. O maior valor de YX/N foi obtido no experimento com processo semi-contínuo e uso de 2 mM de NaNO3 no meio de cultivo, com valor médio de 29,1 ± 0,1 mg mg-1 ao final do segundo ciclo. Porém, nesta condição, o teor de proteínas da biomassa foi de 17,3 ± 0,4%. Já os maiores valores de YX/N encontrados nos processos descontínuo e descontínuo alimentado foram, respectivamente, de 22,5 ± 1,6 e 7,1 ± 0,1 mg mg-1. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam o potencial de Ankistrodesmus braunii como fonte de proteínas e lipídios para uso industrial. / Microalgae are unicellular organisms, photosynthetic eukaryotes and which have great potential for the production of fatty acids as well as pigments such as carotenoids and chlorophyll, of interest in the food industry, chemicals, pharmaceuticals and cosmetics. Among the microalgae, the microorganism Ankistrodemsus braunii has been cited as capable of producing large amounts of lipids, which may correspond to up to 73% of its dry mass, producing unsaturated fatty acids, such as linolenic acid. This microorganism stands out from the industrial point of view because it can be carried out in reactors and in complex culture media. Nitrogen sources and concentrations employed of these nutrients interfere the composition of photosynthetic biomass and type of process employed also clearly exerts its influence both the growth and the composition of the biomass obtained. The use of tubular reactors has been studied and shown to be interesting because it allows the achievement of high cell concentrations. In this sense, this work aims to study the growth of Ankistrodemsus braunii tubular reactor using different amounts of nitrogen and under different forms of cultivation. In batch cultures, the maximum cell concentration (Xm) was found to be 1588 ± 11 mg.L-1, using 20 mM NaNO3. The use of the fed batch process, which had the addition of 20 mM NaNO3 in a range of 48 to 48 hours from the first to the sixth day, afforded Xm = 2753 ± 7 mg.L-1;ever it was not possible to eliminate the lag phase cultivation, leading to a productivity of cells (Px) of 351 ± 1 mg.L-1.day-1. The semi-continuous process was effective to eliminate the lag phase of the culture, allowing to obtain Xm = 2399 ± 5 mg.L-1 and increased up to 50% the Px value, which reached values of 525 ± 1 mg.L-1.day-1 in cultures with the use of 20 mM of NaNO3. In this condition the protein levels and lipid in the biomass were 34,8 ± 0,2% and 38,6 ± 0,2%, respectively. In all culture processes, it was observed that regardless of the type of process used, there is a decrease in the amount of nitrogen conversion factor into cells (YX/N) with increasing addition of NaNO3. The highest value of YX/N was obtained in the experiment with semi-continuous process with the use of 2 mM of NaNO3 in the culture medium, with an average of 29.1 ± 0.1 mg mg-1 at the end of the second cycle. However, in this condition, the protein content of the biomass was 17.3 ± 0.4%. The best values of YX/N found in the batch and fed-batch processes were, respectively, 22.5 ± 1.6 and 7.1 ± 0.1 mg mg-1. The results of this study shows the potential of Ankistrodemsus braunii as a source of protein and lipids for industrial use.