Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5474.pdf: 2975915 bytes, checksum: e9d30ed81c2e8431af179d83ebf62b96 (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead acetate (Pb) is a nonessential and highly toxic heavy metal which is released to the environment by several routes, mainly by industrial and mining activities. Recent studies have suggested that lead caused a decrease in femur strength of adult rats. A wide range of chelating has been evaluated as possible protective agents against lead acetate toxicity. Dissodium ethylenediaminetetraacetate (Na2EDTA) is the chelating agent most widely used in the treatment of Pb poisoning. The chelating therapy with EDTA might induce Pb mobilization from inert deposition organs toward such critical tissues as the brain. But, it is questioned the safety of the use of this compound in the management of Pb poisoning. The lack of safety and efficacy demonstrated by conventional chelating has encouraged the search for new ways to remove heavy metals from the body. Recently, a supplementation of Chlorella vulgaris extract (CV) was shown to alleviate the heavy metals toxicity in rats. The aim of this study was to evaluate possible protective influence of Chlorella and Na2EDTA supplementation on bone physical and biomechanical properties of rats exposed to lead acetate. For this purpose, male Wistar rats were distributed into eight groups (n=8): Control (0.9% saline 0.1 ml/100g body weight- BW), EDTA (150 mg/Kg BW), CV 50 (50 mg/Kg BW), CV 250 (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus EDTA (150 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 50 (50 mg/Kg BW) and Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 250 (250 mg/Kg BW). The treatment was done once a week, for 8 weeks by gastric gavage. Bone volume, bone mineral density (BMD) and biomechanical properties (maximum load, resilience and stiffness) of the femoral diaphysis and 5th lumbar vertebra were examined. The biomechanical properties of femurs were obtained by the three-points bending test and compression test for vertebrae, using a universal test machine Instron, model 4444. Bone MMP-2 activitie was measured by gelatin zymography. Concentrations of lead and zinc in whole blood and lead, zinc, calcium and magnesium in the left femur and 4th lumbar vertebra were determined by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). Exposure to 250 mg/kg BW of Pb caused significant reduction of maximum load, stiffness and resilience indicating the ability of this element to damage the quality of bone tissue. In the 5th lumbar vertebrae, exposure to Pb caused significant reduction of bone mineral density. The treatment with Chlorella vulgaris (50 mg/kg BW and 250 mg/Kg BW) and EDTA (150 mg/Kg BW) during Pb exposure prevented the weakening of the bone strength. In the 5th lumbar vertebrae, the CV and EDTA prevented the reduction of bone mineral density due to Pb. The pro, intermediate and active MMP-2 activity in bone of animals exposed to lead showed a significant increase compared to control. The CV 50 administration in animals exposed to lead reduced the activity of MMP-2 isoforms in their pro, intermediate and active levels compared to control group. The exposure to Pb resulted in an increase of the blood concentration of this heavy metal and its accumulation in the liver, kidney, brain and bone concentration. The CV and EDTA reduced blood lead concentrations, leading to reduction of lead concentration in liver, kidney, brain and bone. These findings seem to indicate that treatment with Chlorella vulgaris and EDTA during exposure to Pb may be beneficial for the skeleton of subjects chronically exposed to Pb. / O chumbo, um metal não-essencial e altamente tóxico, é liberado no ambiente por diversas vias, principalmente através da atividade industrial e mineração. Estudos recentes sugerem que o acetato de chumbo causa redução da resistência óssea em ratos. Uma grande variedade de quelantes tem sido usada como possíveis agentes protetores contra a toxicidade provocada pelo acetato de chumbo. Etilenodiaminotetraacetato Cálcico Dissódico (EDTA) é o agente quelante mais usado no tratamento do envenenamento por chumbo. A terapia quelante com EDTA pode induzir redistribuição do chumbo endógeno e sua deposição em órgãos críticos, tal como o cérebro. Entretanto, é questionada a segurança do uso deste composto no tratamento do envenamento com chumbo. A falta de segurança e eficácia demonstrada pelos quelantes convencionais tem encorajado pesquisas por novas maneiras de remover metais tóxicos do organismo. Recentemente, uma suplementação com Extrato de Chlorella vulgaris (CV) mostrou aliviar a toxicidade de metais tóxicos em ratos. O objetivo deste estudo foi avaliar a possível influência protetora da suplementação com Chlorella e Na2EDTA sobre as propriedades físicas e biomecânicas ósseas de ratos expostos ao acetato de chumbo. Para este propósito, ratos Wistar foram distribuídos em oito grupos (=8): Controle (0,9% salina 0,1 ml/100g massa corporal - MC), EDTA (150 mg/Kg MC), CV 50 (50 mg/Kg MC), CV 250 (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais EDTA (150 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 50 (50 mg/Kg MC) e Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 250 (250 mg/Kg MC). O tratamento foi realizado uma vez por semana, durante 8 semanas por gavagem gástrica. Volume ósseo, densidade mineral óssea (DMO) e densidade óssea (DO) e propriedades biomecânicas (força máxima, rigidez e resiliência) da diáfise femoral e das quintas vértebras lombares foram examinados. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos e das vértebras pelo teste de compressão, usando uma máquina universal Instron 4444. A atividade de MMP-2 óssea foi mensurada por zimografia de gelatina. Foram também realizadas as análises das concentrações de Pb e Zn no sangue, fígado, rim, cérebro e ossos e das concentrações de Ca e Mg nos fêmures e vértebras determinadas por Espectometria de Emissão Atômica. A exposição ao Pb, na dose de 250 mg/Kg MC causou redução significativa da força máxima, rigidez e resiliência dos fêmures, indicando a habilidade deste elemento em prejudicar a qualidade do tecido ósseo. Nas vértebras, a exposição ao chumbo causou redução da densidade mineral óssea. O tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) durante exposição ao chumbo, preveniu o enfraquecimento da resistência óssea dos fêmures. Na vértebra, o tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) preveniu a redução da densidade mineral óssea. A atividade da MMP-2 pro, intermediária e ativa aumentaram nos ossos de animais expostos ao chumbo quando comparada ao controle. A administração de CV 50 aos animais expostos a este metal reduziu a atividade da MMP-2 nas suas isoformas pro, intermediária e ativa a níveis comparados ao controle. A exposição ao chumbo resulta em aumento da concentração de chumbo sanguínea e sua acumulação no fígado, rim, cérebro e ossos. O tratamento com CV ou EDTA reduziu as concentrações sanguíneas de chumbo, levando à redução da concentração de chumbo nos diversos órgãos estudados (fígado, rim, cérebro e ossos). Os resultados indicam que o tratamento com Chlorella vulgaris e EDTA durante a exposição ao chumbo pode ser benéfico ao osso de indivíduos expostos cronicamente ao acetato de chumbo.

In this study, we aim to employ Chlorella vulgaris algae for removal of nutrients in wastewater and collect the produced algae by ferrate after treatment. The growth of algae was conducted in F/2 synthetic medium and in actual domestic wastewater. The removals of nitrogen and phosphorous by algae were then investigated for low and high nutrient concentrations using wastewater after biological treatment in both batch and continuous experiments. Results showed that specific growth rates in the exponential phase were 0.23 and 0.35 day-1 for F/2 medium and domestic wastewater, respectively, proving the suitability of wastewater for algae growth. The removal efficiency of ammonia, nitrate, and phosphate were 89 - 93, 64 - 76, and 69 – 88%, respectively. In the algae collection test, pH 8 is the optimal pH to remove algae and ferrate had higher algae removal ability than alum under each optimal condition with removal efficiency of 84 - 97% at dosage of 12 mg Fe/L. These results suggest that microalgae is a potential alternative for removing of nutrients in wastewater treatment due to the high uptake capacity of nitrogen and phosphorous and the effective collection of algae after treatment by ferrate. / Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả xử lý chất dinh dưỡng bằng tảo Chlorella vulgaris trong môi trường nước thải sinh hoạt, thông qua khả năng xử lý N và P từ nguồn nước khi tảo tăng trưởng và khả năng keo tụ để thu hồi tảo bằng ferrate. Tốc độ tăng trưởng đặc thù µ trong môi trường F/2 và nước thải sinh hoạt lần lượt là 0,23 ngày-1 và 0,35 ngày-1. Hiệu suất xử lý ammoni, nitrát và phốt phát- lần lượt đạt 89 - 93%, 64 - 76% và 69 - 88%. Kết quả thí nghiệm keo tụ thu hồi tảo cho thấy pH = 8 là thích hợp nhất để loại bỏ tảo bằng ferrate và việc sử dụng ferrate cho hiệu quả tách tảo tốt hơn phèn nhôm với lượng sử dụng ít hơn. Ở hàm lượng 12 mgFe/L, hiệu quả tách tảo đạt cao nhất từ 84 - 97%. Nghiên cứu cho thấy tiềm năng thay thế công nghệ sinh học truyền thống bằng công nghệ vi tảo trong loại bỏ các chất dinh dưỡng và khả năng thu hồi tảo hiệu quả bằng cách sử dụng ferrate.

Face à la montée de la prise de conscience des enjeux écologiques actuels, la recherche se tourne vers le développement des bioprocédés pour développer de nouvelles solutions aux problèmes environnementaux. Cette thèse porte sur l'étude de la faisabilité d'un procédé de capture de CO2 à partir de la culture de la microalgue Chlorella vulgaris en photobioréacteur continu. Ce travail a permis d'identifier l'algue C. vulgaris comme une candidate prometteuse pour cette application. En effet C. vulgaris présente une capacité de production de biomasse et de fixation de CO2 très intéressante pour cette application. Les études menées lors de ce travail de thèse ont également permis de mettre à jour les interactions complexes entre les cellules algales et le CO2 présent à de fortes concentrations. De même, elles ont apporté un approfondissement à la compréhension des verrous existants pour le développement d'un procédé de captage du CO2 et de la nécessité de prendre en compte tous les paramètres de culture (lumière, concentration en nitrate). A partir des études menées, il a été possible de proposer un modèle pour la croissance de C. vulgaris en photobioréacteur continu. Bien que de futures études soient encore nécessaires pour être en mesure de parfaitement modéliser le comportement de l'algue lors de cultures en photobioréacteur, ce modèle présente une bonne corrélation avec les expérimentations. Enfin une étude de pré-dimensionnement a été proposée qui a permis de mettre en lumière les nombreux points d'interrogations encore existants avant d'être en mesure d'adapter le procédé de laboratoire à une échelle industrielle

Research using microalgae Chlorella vulgaris was conducted in order to determine the maximum CO2 concentration under which algae can grow, within the emission range from oil and natural gas burning plants (0-20%). After choosing the optimal CO2 percentage, pH and alkalinity were determined; and finally, an electrochemical (EC) batch reactor connected to DC current was applied to achieve algae cell annihilation, and therefore, facilitate anaerobic digestion, methane production and energy recovery. It was determined that algae can grow under 20% CO2, being 15% CO2 the most effective (pH of 6.64 and alkalinity of 617.5 mg/L CaCO3). Electroporation using an electrochemical batch reactor is effective in breaking cells membranes, which simplifies anaerobic digestion process and methane production. The parameters found effective for completely breaking the algae cell are: detention time of 1 more or less 0.5 minutes, and minimum voltage and current of 65 Volts/285 ml and 3.9 Amps/285 ml, respectively

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

Thèse doctorat : Sciences et Techniques du Déchet : INSA LYON : 2003. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 203-213.

This thesis reports the rheological properties of algae slurries as a function of cell concentration for three microalgae species: Nannochloris sp.,Chlorella vulgaris, and Phaeodactylum tricornutum. Rheological properties ofalgae slurries have a direct impact on the agitation and pumping power requirements as well as process design for producing algal biofuels. This study measures the rheological properties of eight diff erent concentrations of each species ranging from 0.5 to 80 kg dry biomass/m³. Strain-controlled steady rate sweep tests were performed for each sample with an ARES-TA rheometer using a double wall couette cup and bob attachment. Shear rates ranged from 5 - 270 s⁻¹, corresponding to typical expected conditions. The results showed that Nannochloris sp. slurry behaved as a Newtonian fluid for concentrations up to 20 kg/m³. Samples with concentrations above 40 kg/m³ behaved as a shear thinning non-Newtonian fluid. The effective viscosity increased with increased biomass concentration for a maximum value of 3.3x10⁻³ Pa-s. Similarly, C. vulgaris slurry behaved as a Newtonian fluid with concentrations of up to 40 kg/m³, above which it displayed a shear thinning non-Newtonianf behavior and a maximum eff ective viscosity of 3.5x10⁻² Pa-s. On the other hand, P. tricornutum slurry demonstrated solely Newtonian fluid behavior, with the dynamic viscosity increasing with increasing biomass concentration for a maximum value of 3.2x10⁻³ Pa-s. The maximum observed e ffective viscosity occurred at a concentration of 80 kg/m³ for all three species. Moreover, an energy analysis was performed where a non-dimensional bioenergy transport e ffectiveness was de termined as the ratio of the energy content of the transported algae biomass to the sum of the required pumping power and the harvesting power. The results show that the increase in major losses due to increase in viscosity was overcompensated by the increase in the transported biomass energy. Also, cultivating a more concentrated slurry requires less dewatering power and is the preferred option. The largest bioenergy transport eff ectiveness was observed for the slurries with the largest initial dry biomass concentrations. Finally, the relative viscosity of algae slurries was modeled using a Kelvin-Voit based model for dilute and concentrated viscoelastic par- ticle suspensions. The model, which depends primarily on the packing factor of the algae species, agrees with the measured viscosity with an average error of 18%, while the concentrated particle suspension model was slightly more accurate than the dilute suspension model. / text

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-26T09:56:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 848309 bytes, checksum: f73dc789b087c3df42f96258e81b0812 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T09:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 848309 bytes, checksum: f73dc789b087c3df42f96258e81b0812 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Microalgas têm atraído interesse como fonte potencial de matérias-primas para produção de biocombustíveis e de subprodutos de interesse (e.g., bioetanol e proteínas). Entretanto, a produção em escala comercial ainda é economicamente inviável, principalmente, pelo pouco conhecimento sobre a regulação do crescimento, a biossíntese e armazenamento de lipídios em microalgas.Neste estudo, avaliou-se o potencial de 10 cepas de algas coletadas na região de Viçosa – MG, com o objetivo de avaliar o crescimento e caracterizar o metabolismo em autotróficas de crescimento. Entre as cepas estudadas, duas cepas de Scenedesmus(BR003 e BR024) apresentaram os maiores valores para produtividade de biomassa, que associado a quantidades intermediárias de lipídios garantiram uma alta produtividade de lipídios em relação às outras cepas. Essas duas cepas também se destacaram entre as demais em relação ao perfil de ácido graxo, apresentando altos teores dos ácidos graxos C16:0 e C18:1 e baixos teores dos poliinsaturados. No entanto, o perfil graxo das cepas Chlamydomonas sp. BR020 e Chlorella vulgaris BR017 apresentou altos teores de ácido α-linolénico (C18:3) e esta cepa também apresentou maiores teores de proteínas, constituindo- se em importantes cepas para o conceito de biorefinária. Verificou-se também que a maioria dos metabólitos (aminoácidos e ácidos orgânicos) avaliados apresentaram correlação negativa com a biomassa produzida e positiva com o conteúdo de lipídios. Tomados em conjunto, esses resultados indicam que a baixa produção de biomassa esta relacionada com acúmulo de aminoácidos (isoleucina, leucina e valina), intermediários do ciclo dos ácidos tricarboxílicos (citrato, succinato e fumarato), que frequentemente estão associados com acúmulo de óleo na célula. Entretanto, apesar da proximidade filogenética de algumas cepas em termos de gênero ou espécie, algumas cepas apresentaram comportamentos distintos o que não permitiu o agrupamento das mesmas, demonstrando, portanto, a necessidade de uma caracterização mais detalhada desses organismos. / Microalgae have attracted interest as a potential source of raw materials for biofuels and by-products of interest such as bioethanol and protein. However, the production on a commercial scale is still costly mainly by little knowledge about the regulation of growth, biosynthesis and lipid storage in microalgae. In this study, we evaluated the potential of 10 strains of algae collected in Viçosa region - MG, with the aim of evaluating the growth and characterize the metabolism in autotrophic conditions. Among the studied strains, two strains of Scenedesmus (BR003 and BR024) had the highest values for biomass productivity, which associated with intermediate amounts of lipids guaranteed high productivity of lipids compared to other strains. In addition these two strains differed among the others in relation to the fatty acid profile, with high levels of C16 and C18: 1 fatty acidsand low levels of the polyunsaturated fatty acids. However, the fatty acid profile of Chlamydomonas sp., BR020, and Chlorella vulgaris,BR017, showed high levels of α-linolenic acid (C18: 3) and this strain also exhibited higher protein levels, suggesting that these are important strains for the biorefinery concept. It was also observed that most of the evaluated metabolites (amino acids and organic acids) were negatively correlated with biomass and positively with lipid contents. Taken together, these results indicate that low biomass production is related to the levels of amino acids (isoleucine, leucine and valine),intermediates of the tricarboxylic acid cycle (citrate, succinate and fumarate), which are often associated with oil accumulation in the cell. However, despite the phylogenetic proximity in terms of genus or species showed, some of the strains displayed differential behavior which did not allow grouping of the strain in the same cluster, thus indicating the need for a deepercharacterizationof these organisms.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-04-17T14:19:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Danielli Dantas.pdf: 3109265 bytes, checksum: 6c204f9815e4c497820289d25e1a3b80 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:19:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Danielli Dantas.pdf: 3109265 bytes, checksum: 6c204f9815e4c497820289d25e1a3b80 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / As microalgas apresentam uma enorme aplicação como produtoras de compostos bioativos de interesse industrial e com potenciais atividades biológicas. Neste sentido uma revisão sobre o cultivo de microalgas no Brasil foi abordada, levando em consideração o potencial e as perspectivas aplicações biotecnológicas destes microrganismos no país. Neste sentido, a espécie Chlorella vulgaris foi selecionada para a obtenção de preparações utilizando solventes de diferentes polaridades (água, metanol, butanol, acetona e dimetilsulfóxido), e apartir destes extratos, avaliar as suas atividades antioxidante e antimicrobiana (antibacteriana e antifúngica). Adicionalmente, foi analisada a ação neuroprotetiva do extrato da C. vulgaris com a bebida alcóolica “cachaça” em ratos utilizando o modelo da depressão alastrante cortical. Visando otimizar a produção e obtenção de biomassa das espécies C. vulgaris e Scenedesmus subspicatus, foram avaliados métodos de cultivo, coleta e além disso o desenvolvimento de uma bebida alcóolica funcional a partir dessas espécies. Os resultados obtidos para atividade antioxidante utilizando os diferentes extratos de C. vulgaris testados, demostraram maior eficiência usando água e dimetilsulfóxido. Os extratos preparados com estes mesmos solventes, além da acetona, também apresentaram melhores resultados na atividade antibacteriana inibindo o crescimento das bactérias Streptococcus faecalis, Salmonella enteritidis e Bacillus subtilis. Os outros extratos (etanol, metanol, butanol) não inibiram o crescimento das bactérias avaliadas. As microalgas não apresentaram inibição ao crescimento dos fungos analisados. Com relação à ação da bebida alcóolica funcional (extrato da C. vulgaris e cachaça) na depressão alastrante em ratos, foi observado que a velocidade da depressão alastrante no cérebro dos ratos tratados com esta bebida foi inferior (2,89 mm.min-1), quando comparado com o tratamento usando apenas cachaça e o controle (água destilada), 3,68 mm.min-1 e 3,25 mm.min-1 respectivamente. Estes resultados sugerem que a inserção da C. vulgaris na bebida alcóolica conferiu uma possível proteção no cérebro contra o efeito do álcool. O abuso do álcool é um problema de saúde pública conhecido e os resultados obtidos devem ser utilizados cuidadosamente. Os resultados obtidos no presente estudo podem ser usados como precursores para o avanço na geração de produtos a partir das microalgas e suas possíveis aplicações biotecnológicas.

ABSTRACT Photobioreactor Design for Improved Energy Efficiency of Microalgae Production Alexander Burns The objective of this research was to investigate a new photobioreactor (PBR) design for microalgae production that retains the typical advantages of existing tubular PBRs while reducing power consumption by providing simultaneous culture circulation and gas exchange with airlift alone and no centrifugal recirculating pump. Traditional tubular PBR designs feature a compressed air supply and a centrifugal pump for culture circulation and gas exchange. Circulation and gas exchange in a closed-system PBR is necessary to keep the algae suspended and to provide sufficient mass transfer (mainly for the exchange of oxygen and carbon dioxide). In a traditional tubular PBR sparged air keeps the culture well mixed and strips out excess dissolved oxygen in an airlift-column unit, while the centrifugal pump circulates the culture in the tubular stage and decreases the amount of air bubbles traveling into this stage; where most of the photosynthesis occurs. The PBR design proposed herein does away with the usual centrifugal pump. The air blower performs both gas exchange in the airlift columns and system-wide circulation. This builds on a previous tubular PBR design that provides circulation and gas exchange by airlift alone, which was patented by Cathcart in 2011. However, the Cathcart patent does not provide data on mixing, gas exchange, energy consumption, flow regime or biomass productivity. The new design described here builds on the Cathcart design, but includes several unique design features, such as larger diffuser columns which provide airlift-induced flow for a series of vertical PBR tubes. To perform a power consumption v analysis, a pilot-scale prototype of the new PBR design was built and operated. The prototype PBR consisted of two airlift columns attached to 9 m of vertical serpentine tubing connected to the top and bottom by standard 90-degree PVC elbows in a U-bend fashion to each column to make a total working volume of 235 L. The airlift columns were about 1.5 m tall and 30.5 cm ID, while the serpentine tubes were about 0.9 m tall and 7.6 cm ID to make a total of five vertical tubes for every airlift column. Data collected for this prototype design suggest an average overall areal productivity (OAP) of 111 g m-2 d-1 (g biomass m-2 total land area with empty space day-1), an average illuminated surface productivity (ISP) of 14.3 g m-2 d-1 (g biomass m-2 reactor photo-stage day-1), an average volumetric productivity (VP) of 0.55 g L-1 d-1 (g biomass L-1 reactor working volume day-1), a specific power input in the range of 330 to 360 W m-3 (W power needed for culture circulation and gas exchange m-3 reactor working volume) and a specific biomass productivity (SBP) in the range of 17.6 to 19.1 mg kJ-1 (mg biomass kJ-1 energy needed for culture circulation and gas exchange) with Chlorella vulgaris as the model algae. The biomass productivity per energy input (SBP) of the new PBR design appears to be higher than that of similar designs currently described in the literature. Elimination of the centrifugal pump in a tubular PBR design is a concept worth further study for potential energy savings.