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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-16T09:13:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Foram comparados os parâmetros de crescimento da microalga Thalassiosira fluviatilis diatomácea marinha, nas estações de inverno e de verão, sob diferentes regimes de iluminação. O desenho experimental empregado foi do tipo fatorial 3x2 casualizado. Os fatores testados foram a fonte de iluminação durante o dia (luz natural, luz artificial e luz natural+artificial), e a iluminação (artificial) durante a noite (fotoperíodo parcial ou integral). Os parâmetros analisados foram a densidade celular, o tempo de cultivo e a velocidade de crescimento das culturas. Os valores obtidos foram submetidos à Análise de Variância Fatorial. Para a comparação dos dados obtidos nas estações climáticas foi empregado o Teste de Separação de Médias de Duncan. A densidade celular no inverno não apresentou diferenças significativas (P<0,05) entre os tratamentos. O tempo de cultivo e velocidade de crescimento foram significativamente (P<0,05) melhores quando foi empregada luz natural+artificial e iluminação durante a noite (fotoperíodo integral). No experimento de verão a densidade celular também não apresentou diferenças significativas (P<0,05), porém aquelas culturas cuja fonte foi luz natural+luz artificial apresentaram melhores resultados para o tempo de cultivo e a velocidade de crescimento, independentemente do fotoperíodo. Foi empregada Análise de Regressão Linear para avaliar o efeito da irradiação total diária na superfície sobre a temperatura da água das culturas, sendo que os resultados apresentaram coeficientes de determinação (r2) inferiores à 0,80, indicando que não houveram correlações entre estes parâmetros ambientais. As maiores densidades celulares foram obtidas durante o experimento de verão, e como não houveram diferenças significativas (P<0,05) para os demais parâmetros, conlui-se ser esta estação a mais propícia para o cultivo da microalga T. fluviatilis nas condições climáticas regionais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:14:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345244.pdf: 2516360 bytes, checksum: 2039836060fe90bd38f5cc0c073cdd58 (MD5) Previous issue date: 2016 / A utilização de microalgas é crescente em diversas áreas de estudo por sua grande variedade e características. Neste contexto, a secagem é uma etapa importante na produção da biomassa de microalgas, pois permite a obtenção de um produto estável e estocável para posterior processamento. Com esta motivação, foi proposto um estudo acerca do processo de secagem da biomassa da espécie Scenedesmus acuminatus pela técnica de leito de jorro. Diferentes vazões de alimentação da biomassa (0,25, 0,45, 0,60 e 0,80 mL min-1) foram testadas com a temperatura do ar de secagem a 60 ºC. A modelagem fenomenológica e simulação foi realizada em um primeiro momento considerando os aspectos da fluidodinâmica do ar de secagem em estado estacionário. Em um segundo passo, adicionou-se de forma acoplada e transiente os fenômenos de transferência de calor e massa referentes à secagem. Os resultados experimentais permitiram avaliar a pertinência do modelo. Vários modelos de isotermas foram ajustados aos dados experimentais, sendo que o modelo que melhor representou esses dados foi de Oswin modificado, apresentando coeficiente de determinação igual a 0,989. A modelagem fenomenológica e simulação realizada reproduziram de forma adequada o comportamento obtido no estudo experimental, resultando nos perfis de velocidade, pressão, umidade e temperatura. Com os resultados experimentais e as simulações realizadas, nota-se que uma quantidade de sólido seco é sempre acumulada na câmara de secagem até que a alimentação seja encerrada. O produto final apresentou umidade média na faixa de 5,37 a 7,3 % em base seca que se situa na faixa permitida comercialmente. No âmbito das condições testadas, a alimentação de 0,80 mL min-1 gerou melhores desempenhos no secador, com eficiência da massa de sólido recuperado (58,27 %).<br> / Abstract : The use of microalgae is increasing in several study areas due to its great variety and characteristics. In this context, drying is an important step in the production of microalgae biomass, since it allows obtaining a stable product and storage for further processing. With this motivation, we propose a study of the drying process of microalgae Scenedesmus acuminatus by spouted bed technique. Different biomass feed flow rates (0.25, 0.45, 0.60 and 0.80 mL min-1) were tested with the temperature of the drying air at 60 °C. The phenomenological modeling and simulation was performed at first considering the aspects of fluid dynamics of the drying air in steady state. In a second step, it was added and transiently coupled heat and mass transfer phenomena related to drying. The experimental results allowed us to evaluate the relevance of the model. Several models isotherms were fitted to experimental data, and the model that best represented the data was modified Oswin, with coefficient of determination equal to 0.989. The phenomenological modeling and simulation performed correctly reproduced the behavior obtained in the experimental study, resulting in profiles of velocity, pressure, humidity and temperature. With the experimental results and the simulations carried out, it is noted that an amount of dry solid is always accumulated in the drying chamber until the feed is closed. The final product presented average humidity in the range of 5.37 to 7.3 % on a dry basis, which is in the commercially permissible range. Under the conditions tested, the feed of 0.80 mL min-1 generated better performances in the dryer, with efficiency of the recovered solid mass (58.27 %).

LEITE, Lorena Alves. Utilização da arthrospira platensis como suplemento alimentar para melhorar o desempenho da tilápia do nilo (Oreochromis niloticus) em sistema de recirculação de água salgada. 2016. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Pesca)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2016-08-04T18:13:21Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_laleite.pdf: 1363321 bytes, checksum: 9c338955ec2a546d6f6d5bb7d51064a7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-04T19:52:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_laleite.pdf: 1363321 bytes, checksum: 9c338955ec2a546d6f6d5bb7d51064a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-04T19:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_laleite.pdf: 1363321 bytes, checksum: 9c338955ec2a546d6f6d5bb7d51064a7 (MD5) Previous issue date: 2016 / Aquaculture uses various natural resources; one of them is water, which should be used rationally so that the activity is perennial and profitable. Euryhaline fish species, such as Nile tilapia, in brackish or marine systems are able to provide animal protein in places where fresh water is scarce. For that, introducing new species or adapting new cultures already existent, you can seek a diversification of aquaculture practices to start a sustainable maintainability. One solution to alleviate these ecological problems in tilapia culture is a recirculation system, which has a primarily characteristic of water reuse. Moreover, many researches have been performed utilizing Arthrospira platensis as a food supplement in the diet of many aquatic organisms, since it is a rich source of protein. Thus, the objective of this study was to evaluate the use of A. platensis as a food supplement to improve the performance of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in salt water recirculation systems. Two treatments were developed with four replications each, totalizing four polythene containers with capacity of 100 L. Each culture lasted 45 days, for both controlling and testing, totalizing 90 days. For controlling was offered commercial ratio, and for testing was offered commercial ratio with an increase of 20% of A. platensis flour. Analysis of water quality, growth performance and chemical composition of fish fillet were performed. The water quality results presented that ammonia (NH3), nitrate (NO3-) and phosphate (PO43-) remained above the ideal range, outside of nitrite (NO2-). The treatment that received supplementation of A. platensis had larger values. In relation to growth performance, most of the variables did not show statistically significant difference between treatments; except for the specific growth ratio and survival in which were higher in control. On the other hand, for chemical composition of fish fillet, the treatment that received supplementation with A. platensis presented an increase of protein levels. Consequently, that it is possible to grow Nile tilapia in salt water with salinity of 35 ppt without change the performance of the fish, thus the cultivation of this species becomes viable in salt water or even brackish. Therefore, it is considered a great alternative to the time of freshwater shortages that we are living. / A aquicultura utiliza vários recursos naturais, e um deles é a água que deve ser usada de forma racional para que a atividade seja perene e lucrativa. Espécies de peixes eurialinos, como a tilápia do Nilo, em sistemas de água salobra ou marinha, são capazes de fornecer proteína animal em locais onde a água doce é escassa. Para isso, pode-se buscar uma diversificação nas práticas aquícolas, com a introdução de novas espécies ou adaptação de novas culturas para espécies já existentes, a fim de que ocorra a manutenção da sustentabilidade. Uma solução para amenizar tais problemas ecológicos na tilapicultura pode ser o sistema de recirculação, que tem como principal característica a reutilização da água. Além disso, muitas pesquisas vem sendo realizadas utilizando Arthrospira platensis como suplemento alimentar nas dietas de vários organismos aquáticos, já que é uma fonte rica em proteínas. Portanto, o objetivo do trabalho foi avaliar a utilização da A. platensis como suplemento alimentar para melhorar o desempenho da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em sistema de recirculação de água salgada. Foram montados dois tratamentos com quatro repetições cada, totalizando quatro caixas de polietileno com capacidade de 100 L. Cada cultivo teve duração de 45 dias, tanto para o Controle, como para o Teste, totalizando 90 dias. Para o Controle foi ofertada ração comercial, e para o Teste ração comercial com suplementação de 20% da farinha de A. platensis. Foram realizadas análises de qualidade da água, desempenho zootécnico e da composição centesimal do filé de peixe. Os resultados de qualidade da água mostraram que a amônia (NH3), nitrato (NO3-) e fosfato (PO43-) permaneceram acima da faixa ideal, com exceção apenas do nitrito (NO2-). Esses valores foram mais elevados no tratamento que recebeu a suplementação com A. platensis. Em relação ao desempenho zootécnico, a maioria das variáveis não apresentou diferença estatisticamente significativa entre os tratamentos, com exceção da taxa de crescimento específico e sobrevivência que foram maiores no Controle. Em contrapartida, para a composição centesimal do filé de peixe, o tratamento que recebeu a suplementação com A. platensis apresentou um aumento nos níveis de proteínas. Conclui-se que é possível cultivar tilápia do Nilo em água salgada com salinidade de 35 ppt sem que haja alteração no desempenho zootécnico dos peixes, sendo assim, o cultivo dessa espécie torna-se viável em águas salgadas ou até mesmo salobras. Portanto, é considerada uma ótima alternativa para o momento de escassez de água doce que estamos vivendo.

SILVA, A. P. F. de S. Eletroflotação não-convencional aplicada à separação e ruptura celular de microalgas: um avanço na viabilidade da geração de biodiesel. 2013. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-07-02T11:47:44Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_apfssilva.pdf: 10565134 bytes, checksum: d41b29544106cc0e405fb5e48c257a20 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-07-24T17:27:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_apfssilva.pdf: 10565134 bytes, checksum: d41b29544106cc0e405fb5e48c257a20 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-24T17:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_apfssilva.pdf: 10565134 bytes, checksum: d41b29544106cc0e405fb5e48c257a20 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / Although all stages on the production of biodiesel from microalgae cells are essential, harvest and cell disruption biomass are particularly important, since the available technologies for this purpose present high cost, compromising energy recovery viability. This study aimed to develop a system that could combine separation of algal biomass from wastewater stabilization pond systems to cell disruption as an alternative of pretreatment to maximize total lipids extraction by the modified method of Bligh and Dyer, as well as perform a preliminary study of the phytoplankton for comparison of lipid content. A non-conventional electroflotation reactor was designed to operate in batch and continuous flow, using non-consumable electrodes and low electrical power. The proposed methodology was compared to traditional techniques used for cell disruption: autoclave, microwave and ultrasound. Six Wastewater Treatment Plant (WTP) with different pond configuration were selected for analysis of the dominant phytoplankton genera and lipid content. Biomass separation was achieved, with turbidity removal efficiency exceeding 70% in 20 minutes of operation with the batch reactor. Among the traditional pretreatment methods tested, the microwave showed the highest lipid yield (33.7 ± 5.3%), followed by autoclave (15.4 ± 2.26%) and ultrasound (13.3 ± 2.96%). For non-conventional electroflotation methodology, lipid yield was 24.8 ± 7.05%, which showed no statistical difference when compared to the microwave method. However, when energy cost was considered, non-conventional electroflotation presented a cost of 5.6 Wh.g-1, which was smaller than that obtained by the microwave method. The predominant microalgae genera in the analyzed effluents belonged to the classes Chlorophyceae, Cyanophyceae and Euglenophyceae. In a general quantitative analysis, the effluents from the analyzed ponds presented lipid yield between 8.5 and 34.6%. Effluents of the WTP Aquiraz and Tupã-Mirim achieved the highest lipid content (28.4 ± 6.3% and 23.1 ± 3.6%, respectively), with no statistical difference (p = 0.12). Effluents of the WTP Araturi and Tabapuá achieved the lowest lipidic potential, with no statistical difference (14.3 ± 5.9% and 15.6 ± 4.9%, respectively, p = 0.68). Non-conventional electroflotation proved to be a promising methodology for harvesting and cell disruption of microalgae provided by effluent stabilization ponds, whose potential lipid resembled those obtained from microalgal biomass cultivated in conventional processes. Furthermore, the methodology developed in this work adds a reason for the harvesting and utilization of algal biomass from waste stabilization ponds avoiding, thus, its release into water bodies and ensuring an environmental and economic gain, since it aims the use of biomass for biofuel production, while minimizing environmental impacts due to elevated presence of this material on the environment. / Embora todas as etapas do processo de produção de biodiesel a partir de microalgas sejam essenciais, a separação e a ruptura celular da biomassa são particularmente importantes, uma vez que as tecnologias disponíveis para este fim apresentam elevados custos, comprometendo a viabilidade do aproveitamento energético. Este trabalho teve como objetivo apontar um sistema que conseguisse aliar a separação da biomassa algal de efluente de sistemas de lagoas de estabilização à ruptura celular, como uma alternativa de pré-tratamento para maximizar a extração de lipídios pelo método modificado de Bligh e Dyer; assim como estudar preliminarmente a comunidade fitoplanctônica presente para comparação dos rendimentos lipídicos. Um reator de eletroflotação não-convencional foi confeccionado para operar em batelada e em fluxo contínuo, utilizando-se eletrodos não consumíveis e baixa potência elétrica. A metodologia proposta foi comparada com técnicas tradicionalmente utilizadas para ruptura celular: autoclave, micro-ondas e ultrassom. Foram selecionadas seis estações de tratamento de esgotos (ETE) com diferentes configurações de lagoas de estabilização para análise dos gêneros fitoplanctônicos dominantes e do teor lipídico. Observou-se a separação da biomassa, sendo obtida eficiência de remoção de turbidez superior a 80% em 20 minutos de operação do reator em batelada. Entre os métodos de pré-tratamento tradicionais testados, o micro-ondas foi o que apresentou maior rendimento lipídico (33,7 ± 5,3%), diferente estatisticamente da autoclave (15,4 ± 2,26%) e ultrassom (13,3 ± 2,96%). Para a eletroflotação não-convencional o rendimento lipídico foi de 24,8 ± 7,05%, que não apresentou diferença estatística quando comparado ao micro-ondas. Entretanto, quando os custos energéticos foram considerados, a eletroflotação nãoconvencional apresentou um custo de 5,6 Wh.g-1, sendo menor que o obtido para o micro-ondas. Os gêneros de microalgas que predominaram nos efluentes analisados pertenciam às classes Chlorophyceae, Cyanophyceae e Euglenophyceae. Em uma análise quantitativa geral, os efluentes de todas as estações analisadas apresentaram rendimento lipídico entre 8,5 e 34,6%. Os efluentes das ETE Aquiraz e Tupã-Mirim apresentaram os maiores teores lipídicos (28,4 ± 6,3% e 23,1 ± 3,6%, respectivamente), sem diferença estatística (p=0,12). Os efluentes das ETE Araturi e Tabapuá apresentaram os menores potenciais lipídicos, sem diferença estatística entre eles (14,3 ± 5,9% e 15,6 ± 4,9%, respectivamente, p=0,68). A eletroflotação não-convencional mostrou-se como uma metodologia promissora para separação e ruptura das células de microalgas de efluentes de lagoas de estabilização, cujos potenciais lipídicos assemelharam-se aos obtidos a partir de biomassa microalgal cultivada em processos convencionais. Além disso, a metodologia desenvolvida neste trabalho soma um motivo para a separação e utilização da biomassa algal de lagoas de estabilização evitando, com isso, seu lançamento nos corpos d´água e garantindo um ganho econômico e ambiental, uma vez que visa o aproveitamento da biomassa para a produção de biocombustível, ao passo que minimiza impactos ambientais decorrentes da presença elevada desse material no ambiente.

CARVALHO NETO, R. G. Estudo dos mecanismos envolvidos na separação e ruptura simultâneas de biomassa algal pelo uso da tecnologia de eletroflotação por corrente alternada. 2013. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental ) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-27T11:27:37Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rgcarvalhoneto.pdf: 2609126 bytes, checksum: 4483a62080d93f1766884884660a85b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-31T14:35:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rgcarvalhoneto.pdf: 2609126 bytes, checksum: 4483a62080d93f1766884884660a85b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-31T14:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rgcarvalhoneto.pdf: 2609126 bytes, checksum: 4483a62080d93f1766884884660a85b6 (MD5) Previous issue date: 2013-11-08 / Among the various steps for microalgae transformation in biodiesel, the harvesting and cell disruption processes are particularly important, since technologies available for this purpose have usually high costs, undermining the energy recovery viability. This work studied the mechanisms involved in the simultaneous harvesting and cell disruption of microalgae using electroflotation by alternating current (EFCA), as well as to investigate the system capacity on nutrients removal from waste stabilization ponds effluents. Coagulation/flocculation tests were performed using synthetic (FeCl3 e Al2(SO4)3) and organic (Tanfloc SG e SL) coagulants to evaluate the chemically assisted sedimentation of the algal biomass. The EFCA reactor was designed to operate in batch, using non-consumable electrodes and low electrical power, and evaluated the harvesting potential in the presence and absence of coagulants. After this, experiments were performed varying the electrode frequency to verify the optima condition for simultaneous harvesting and cell disruption of microalgae. The system capacity in terms of nutrients removal was also investigated as well as the mechanisms involved. It was possible to remove algae biomass both using chemically assisted sedimentation and EFCA. However, the electrolytic technology is more attractive, not only for the turbidity and chlorophyll-a efficiencies founded, but also because there is no apparent need of coagulants, which makes the process cheaper and facilitates the microalgae biomass reuse. The EFCA was even able to promote the cell disruption of microalgae and the liberated lipids were able to attach to the algal biomass separated by the process. A lipid yield of 14 % in terms of dry matter was found, even when a complex matrix from waste stabilization ponds was used. The study of the mechanisms involved in EFCA revealed the good system ability to generate hydrogen gas, which contributes to microalgae harvesting and can make the process even more sustainable under an energetic perspective. Furthermore, the generation of oxidant species was found which helps the harvesting and cell disruption process. The effect of different vibration frequencies in the lipid yield was not apparent. We sought to elucidate the mechanisms involved on total phosphorus removal, and probably the removal was due to iron formation in the process, in which the concentrations were close to 2.5 mg/L after 70 minutes batch time. In terms of ammonia removal, possibly the mechanism was an indirect oxidation by excess of hypochlorous acid to form nitrogen gas, which helps the separation process. The use of microalgae from stabilization ponds showed a potential alternative for the processes traditionally used nowadays for microalgae production (photobioreactor and raceway ponds), and showed to be attractive to all processes that demand microalgae harvesting. / Dentre as diversas etapas para a transformação de microalgas em biodiesel, os processos de separação e a ruptura celular dessa biomassa são particularmente importantes, uma vez que as tecnologias disponíveis para este fim apresentam elevados custos, comprometendo a viabilidade do aproveitamento energético. Este trabalho teve como objetivo geral estudar os mecanismos envolvidos na separação e ruptura simultâneas de biomassa algal pelo uso da tecnologia de eletroflotação por corrente alternada (EFCA), com objetivo principal de extrair o conteúdo lipídico da biomassa algal, assim como verificar o potencial da tecnologia na remoção de nutrientes de efluentes de lagoas de estabilização. Foram realizados ensaios de coagulação/floculação em jar test com coagulantes sintéticos (FeCl3 e Al2(SO4)3) e orgânicos (Tanfloc SG e SL) com o objetivo de avaliar a decantação quimicamente assistida na separação de biomassa algal. Foi desenvolvido um reator de EFCA para operar em batelada, utilizando-se eletrodos não consumíveis e baixa potência elétrica. Foi avaliado o seu potencial de separação com e sem o auxílio dos mesmos coagulantes utilizados nos testes de jarro e, em seguida, buscou-se variar as frequências de operação do conjunto de eletrodos com o objetivo de verificar a condição ótima para separação e rompimento celular das microalgas. Foi também avaliada a capacidade desta metodologia na remoção de nutrientes presentes nos efluentes e elucidar os mecanismos envolvidos. Foi possível a remoção de biomassa algal tanto por meio da decantação quimicamente assistida quanto pela EFCA, sendo que a segunda é mais atrativa não somente pelas eficiências de remoção de turbidez e clorofila-a encontradas, como também pela não necessidade aparente de utilização de coagulantes, o que traz economia ao processo e facilita a reutilização da biomassa algal. A EFCA mostrou-se ainda capaz de promover com eficiência o rompimento celular das microalgas e fazer com que os lipídeos liberados se aderissem à biomassa algal separada pelo processo. Foi possível alcançar um rendimento lipídico de até 14% em peso de massa seca, mesmo os estudos tendo sido realizados com uma matriz diversa de microalgas proveniente das lagoas de estabilização. O estudo dos mecanismos envolvidos revelou a boa capacidade do sistema em gerar gás hidrogênio, o qual além de ajudar na separação das microalgal pode tornar futuramente o processo energeticamente sustentável. Além disso, foi verificada a geração de espécies oxidantes que ajudam tanto o processo de separação quanto possivelmente de ruptura celular. O efeito de diferentes frequências de vibração nos rendimentos lipídicos encontrados não foi aparente. Buscou-se ainda a elucidação dos mecanismos de remoção de fósforo total, o que provavelmente se deu pela formação de ferro durante o processo, cujos valores ficaram na ordem de 2,5 mg/L depois de 70 minutos de batelada. Já para a remoção de amônia, possivelmente o mecanismo foi de oxidação indireta da amônia através do excesso de ácido hipocloroso como a forma predominante de conversão da mesma em nitrogênio gasoso, o qual ajuda no processo de separação. A utilização de microalgas diretamente de lagoas de estabilização mostrou-se uma potencial alternativa aos processos de obtenção de biomassa tradicionalmente utilizados (fotobiorreator e lagoas do tipo raceway), sendo que a tecnologia proposta se mostrou atrativa para todos processos que demandem separação algal

MACHADO, F. L. O. Co-digestão anaeróbia de microalgas e de glicerol residual do biodiesel. 2012. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T14:05:59Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-29T13:27:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-29T13:27:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) Previous issue date: 2012-06-01 / Microalgae, microscopic life forms with photosynthetic capacity, produce oxygen thanks to light energy. Due to this capacity, microalgae are used for sewage treatment in stabilization ponds, however, this activity generates a large amount of microalgal biomass. In view of this excess of biomass production and its disposal in water bodies produces unpleasant effects, it has been evaluated the re-use of this biomass as a substrate for methane production in anaerobic digestion. Since microalgae have a rigid cell wall, the application of microalgae hydrolysis tests was necessary in order to improve its biodegradability. Heat pretreatment for 30 minutes at 120°C and 1 kgf/cm2 resulted in the best pretreatment applied. In order to improve C/N ratio, residual glycerol coming from biodiesel production was used to perform co-digestion with microalgae. Residual glycerol coming from biodiesel production (1Kg of glycerol per 10 Kg of biodiesel generated) is an impure residue which is also produced at large scale as a byproduct from the trans-esterification of fats and oils. In fact, the presence of impurities limits its applications. In this study, different COD/N ratios of 20 (phase 2), 40 (phase 3) and 70 (phase 4) were tested and the organic loading rate (OLR) applied ranged from 0,06 to 0,75 kg/m3.d. In the phase 1 only microalgae was used on the influent. Two modified UASB reactors were used. One of them was fed with pretreated microalgae, while the other one was fed with non-pretreated microalgae. Both of them were operated in co-digestion with glycerol. COD removal efficiencies ranged between 40% and 90%. Biogas produced presented values of 73% and 84% for each bioreactor treating pretreated and non-pretreated microalgae, respectively. Neither nitrogen nor ammonia and total and volatile suspended solids was significantly removed. Moreover, microalgae were the sole source of macro and micro-nutrients in this work. Sodium bicarbonate was used as a buffer during the phase 4, since pH fall down enough to harm the anaerobic digestion process at the beginning of phase 4. Based on the maintenance of adequate VFA/Alk ratios, both reactors presented a stable operation, specially the reactors treating pre-treated microalgae. Instability periods were mainly observed in some operation phases in the reactor without pretreatment. Specific methanogenic activity tests were carried out in order to evaluate the quality of the inoculum in terms of activity and methane production. Methane production presented a mean value of 0,26 g DQO-CH4/g SSV.d / As microalgas, seres microscópicos com capacidade fotossintética, produzem oxigênio na presença de energia luminosa. Devido a isso as microalgas são utilizadas para tratamento de esgotos em lagoas de estabilização, porém essa atividade gera uma grande quantidade de biomassa algal. Tendo em vista a produção dessa biomassa e sua destinação em corpos hídricos provocando efeitos desagradáveis, buscou-se avaliar a reutilização dessa biomassa como substrato para produção de metano a partir da digestão anaeróbia. Devido à presença de uma parede celular rígida, verificou-se a necessidade da aplicação de testes de hidrólise para as microalgas com a finalidade de melhorar sua biodegradabilidade, sendo observado o melhor pré-tratamento aplicado, o térmico por 30 minutos a 120°C e 1 kgf/cm2. Para melhorar a relação C/N, utilizou-se o glicerol residual do biodiesel para realização de co-digestão com microalgas. O glicerol residual do biodiesel (1 kg de glicerol para cada 10 kg de biodiesel produzido), além de ser um resíduo impuro, é também produzido em grande escala como subproduto da transesterificação de óleos e gorduras e sem muitas aplicações devido exatamente a presença de impurezas. Foram testadas relações DQO/N de 20 (fase 2), 40 (fase 3) e 70 (fase 4), além da relação apenas das microalgas (fase 1), sendo as COV aplicadas, variando de 0,06 a 0,75 kg/m3.d. Foram utilizados dois reatores semelhantes ao UASB (UASB modificado), nos quais continham microalgas brutas e pré-tratadas, ambos em co-digestão com o glicerol. As remoções de DQO variaram de 40 a 90%. O biogás produzido teve rendimentos de até 73% para o reator degradando microalgas pré-tratadas e 84% para o reator degradando microalgas brutas. Não houve remoções significativas de amônia e sólidos suspensos totais e voláteis, também não foram utilizados macro e micronutrientes, sendo esses nutrientes fornecidos apenas pelas microalgas. O bicarbonato de sódio como tampão foi utilizado apenas na última fase (fase 4), devido a queda do pH para uma faixa não aceitável para digestão anaeróbia, no início dessa fase. As condições de estabilidade foram mantidas, baseadas na relação AGV/Alc, que se manteve em faixas aceitáveis, principalmente para o reator operando microalgas pré-tratadas, sendo observado valores indicativos de instabilidade em algumas fases no reator sem pré-tratamento. Foi realizado teste de atividade metanogênica específica para avaliar o lodo de inóculo quanto a atividade e produção de metano, obtendo-se valor médio de 0,26 g DQO-CH4/g SSV.d

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-12-05T03:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349067.pdf: 1729185 bytes, checksum: 97a152c8691c22ec5ed039ef36f5d9ca (MD5) Previous issue date: 2017 / Os carotenoides são compostos naturais, amplamente estudados por suas atividades biológicas. Haematococcus pluvialis é uma microalga pertencente à classe Chlorophyceae conhecida por sintetizar e acumular grandes quantidades de carotenoides, principalmente astaxantina. Tal composto é um poderoso agente fotoprotetor contra os efeitos deletérios decorrentes da exposição à radiação UV. Entretanto, o uso tópico de carotenoides contra os processos fotodegradativos possui certas limitações devido à baixa estabilidade e biodisponibilidade inerentes a estes compostos. Assim, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de suspensões coloidais de nanocápsulas poliméricas contendo uma solução extrativa de H. pluvialis, visando à obtenção de uma formulação farmacêutica de uso tópico cutâneo que permita o aumento da estabilidade e eficácia terapêutica dos carotenoides. A solução extrativa foi obtida a partir da biomassa de H. pluvialis por um método de ruptura celular seguida por extração com solventes. As suspensões de nanocápsulas foram preparadas pela técnica da nanoprecipitação com os polímeros PCL e PLGA e a incorporação de diferentes concentrações de solução extrativa foi avaliada. Dentre elas, a formulação preparada com o polímero PLGA contendo 15 mL de solução extrativa (PLGA-SE15) mostrou-se a mais estável, apresentando altos teores de carotenoides totais e astaxantina, com uma eficiência de encapsulação de astaxantina superior a 98%. Essa formulação exibiu uma atividade antioxidante pelo ensaio do radical DPPH cerca de 9 vezes maior que a encontrada para o ácido ascórbico, utilizado como controle positivo, demonstrando o seu potencial biológico contra o estresse oxidativo. Hidrogeis termossensíveis de poloxamer 407 foram preparados e caracterizados com a formulação PLGA-SE15, os quais exibiram uma estabilidade satisfatória frente à separação de fases. Os ensaios de liberação in vitro dos carotenoides totais demonstraram um perfil de liberação controlado com cinética de ordem zero para o hidrogel preparado com a formulação PLGA-SE15, apresentando um percentual liberado de aproximadamente 50% após as 72 horas de experimento. Assim, a suspensão de nanocápsulas contendo carotenoides da microalga Haematococcus pluvialis, juntamente com o hidrogel preparado com essa formulação, mostrou ser uma estratégia promissora para obtenção de um produto de uso tópico cutâneo, visando às atividades fotoprotetora e a quimiopreventiva. / Abstract : Carotenoids are natural compounds, widely studied by their biological activities. Haematococcus pluvialis is a microalgae belonging to the class Chlorophyceae known for synthesizing and accumulating large amounts of carotenoids, mostly astaxanthin. Such compound is a powerful photoprotective agent against deleterious effects resulting from UV radiation exposure. Nevertheless, topical administration of carotenoids against photodegradation processes has some limitations due to its inherent low stability and bioavailability. Therefore, the main purpose of the present work was to develop colloidal suspensions of polymeric nanocapsules containing an extractive solution from H. pluvialis, aiming to obtain a pharmaceutical formulation for topical cutaneous application, which provides an improvement in carotenoids stability and therapeutic efficacy. The extractive solution was obtained from H. pluvialis biomass by a cell rupture method followed by solvent extraction. Nanocapsules suspensions were prepared by the nanoprecipitation technique with PCL and PLGA polymers, and the incorporation of different concentrations of extractive solution was evaluated. Among them, nanocapsules suspension prepared with PLGA containing 15 mL of the extractive solution (PLGA-SE15) exhibited higher stability, showing an elevated total carotenoid and astaxanthin content, with an astaxanthin encapsulation efficiency superior than 98%. This formulation displayed an antioxidant activity by the DPPH radical assay about 9 times higher than that found for ascorbic acid, which was used as a positive control, demonstrating its biological potential against oxidative stress. Thermosensitive poloxamer 407 hydrogels were prepared and characterized with the nanocapsules formulation PLGA-SE15, which exhibited a satisfactory stability against phase separation phenomena. In vitro release experiments of total carotenoids demonstrated a controlled release profile with zero order kinetics for the hydrogel prepared with the formulation PLGA-SE15, presenting a released percentage of approximately 50% after 72 hours of experiment. In view of that, the nanocapsules suspension containing carotenoids from Haematococcus pluvialis, jointly with the hydrogel prepared with this formulation, demonstrate to be a promising strategy to obtain a topical cutaneous product, aiming at photoprotective and chemopreventive activities.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T16:42:20Z No. of bitstreams: 1 TESE_Doc_DPereira FINAL.pdf: 3107784 bytes, checksum: 02e270b5842b49ef0c79279c5c46a6f0 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-10T16:42:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_Doc_DPereira FINAL.pdf: 3107784 bytes, checksum: 02e270b5842b49ef0c79279c5c46a6f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T16:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_Doc_DPereira FINAL.pdf: 3107784 bytes, checksum: 02e270b5842b49ef0c79279c5c46a6f0 (MD5) / A temperatura do meio de cultura e a irradiação solar são os principais fatores que necessitam de controle para viabilizar um cultivo de microalgas em escala industrial. Esses dois parâmetros possuem uma relação direta e podem causar diferentes efeitos na produção de biomassa desde a redução na taxa específica de crescimento das microalgas até a morte celular. O objetivo deste trabalho é propor o desenvolvimento de um compósito polimérico para controle da irradiância e da temperatura no cultivo de microalgas. Esse trabalho é dividido em duas etapas. A primeira etapa consiste na avaliação de um modelo mecanicista para predição da temperatura do meio de cultura, com o objetivo de estudar as variáveis que mais impactam na resposta do modelo. Os resultados desse trabalho indicam que três parâmetros afetam significativamente a temperatura do meio de cultura, são esses: a transmitância do material das placas, a distância entre as placas e o sobreamento do fotobiorreator. A segunda etapa foi baseada nos resultados da avaliação desse modelo e propõe o desenvolvimento de um compósito polimérico termo isolante para a construção de fotobiorreatores de forma a reduzir a irradiação solar incidente, reduzir a transmitância do material e a condutividade térmica das placas. Dois diferentes materiais para compor esses compósitos foram testados com diferentes concentrações: as microesferas ocas de vidro e grânulos de poliestireno expandido. Os resultados para os compósitos com microesferas ocas de vidro indicam que as cargas de diferentes massas específicas produziram um efeito semelhante na redução dos picos de temperatura do meio de cultura quando aplicadas em uma concentração de 0,6% vol.. Para o poliestireno expandido o resultado mais significativo foi com 6,0% vol. usando grânulos de 1,0 mm e 12,5% vol. usando grânulos de 2,0 mm. O impacto na taxa específica de crescimento da microalga Chlorella pyrenoidosa foi avaliado em uma modelagem. Os resultados para fotobiorreatores com as microesferas ocas de vidro indicam um aumento de 37% na taxa de crescimento específica e uma redução no pico de temperatura em até 9°C. Para os compósitos com poliestireno expandido, a redução máxima na temperatura do cultivo foi de 6°C e o aumento na taxa específica de crescimento da espécie Chlorella pyrenoidosa foi de 32%. Para ambos compósitos testados a redução na condutividade térmica não foi significativa quando comparada com o impacto na redução da temperatura devido à transmitância do material. Esses resultados comprovam a tese de que um material compósito pode ser desenvolvido para atender as demandas omerciais, tecnológicas e ambientais para a viabilização de um cultivo em larga escala de microalgas.

Submitted by Juliana Carvalho (juma.andrade@gmail.com) on 2018-08-16T12:56:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Digital.pdf: 1627062 bytes, checksum: 67f59becf12b9f50517eaaff5f564782 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-08-27T11:51:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Digital.pdf: 1627062 bytes, checksum: 67f59becf12b9f50517eaaff5f564782 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:51:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Digital.pdf: 1627062 bytes, checksum: 67f59becf12b9f50517eaaff5f564782 (MD5) / FAPESB/CNPq / Atualmente, as microalgas são consideradas uma fonte promissora de energia para a produção de biocombustíveis pelo fato de apresentarem rápido crescimento, não necessitarem de terras aráveis para seu cultivo e não contribuírem para o aquecimento global ou a emissão de gases de efeito estufa. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma metodologia para a produção de bioetanol a partir de biomassa da microalga Euglena gracilis (espécie ainda não estudada). Alguns parâmetros foram avaliados com intuito de aumentar a produção de paramylon como, meio de cultivo (mineral e lactato), métodos de separação da biomassa (centrífuga e rotaevaporador) e estresse com FeCl2. Além disso, tipos de hidrólise (ácida e enzimática) foram avaliadas visando o aumento da produção de bioetanol. A etapa de hidrólise foi importante para a produção de açúcares redutores. Ácido sulfúrico diluído (0,06% (v/v)) foi utilizado na hidrólise ácida e a mesma aconteceu em uma autoclave vertical a 127 °C e 10 minutos. Já a hidrólise enzimática foi realizada pela Cellulase (50 mL/L) por 72 h. As amostras hidrolisadas foram fermentadas pela levedura Saccharomyces cerevisiae e avaliou-se a produção de bioetanol em diferentes tempos de fermentação (3h, 1h e 30 min). O bioetanol foi caracterizado e quantificado por cromatografia gasosa (CG-FID). A centrifugação como método de separação de biomassa resultou em maiores concentrações de açúcar redutor. O tempo de fermentação de 30 minutos gerou maiores concentrações de etanol e, o maior rendimento da fermentação (50%) foi obtido partindo-se de um cultivo mixotrófico e hidrólise enzimática a partir de uma concentração inicial cerca de 15g/L de biomassa seca. Estes resultados podem tornar E. gracilis uma matéria-prima potencial para a produção de bioetanol.