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Previous issue date: 2016-11-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Microalgae are microorganisms with high levels of lipids, proteins, carbohydrates and various
metabolites of interest to biofuel and nutraceutical compounds industry. Despite numerous
indications for its use as a source for biodiesel production, there are still scientific and
technological obstacles that prevent this large-scale production. So this study aimed to
evaluate the potential of microalgae strains, isolated from the Northeast of Brazil, for
biodiesel production, taking into account their cell growth rates, fuel properties that each
biodiesel present and the development of these species in waste media arising from human
and agro-industrial activities. Besides analyzing the metabolic changes during the growth
stages of some species through conventional and FTIR techniques. Were identified eight
species potentials for biodiesel production: Pediastrum tetras (D121WC), Scenedesmus
acuminatus (D115WC), Chlamydomonas sp. (D132WC) Lagerheimia longiseta (D133WC),
Amphora sp. (M84C), Monoraphidium contortum (D173WC), Chlorella sp. (D101Z) and
Cosmarium sp. (D174WC), whose biomass productivity was high, ranging from 0.28 to 0.95
g L-1 d-1 and the ester contents were up to 2.9 times higher than soybeans. As regards the
evaluation of fuel parameters of a possible biodiesel produced by microalgae, statistical
analysis discriminated chloroficea D101Z as promising species for all the high lipid
productivity, low clogging point value filter cold and sharp little iodine value. However, it
was found that among the twelve species studied, only chloroficea Monoraphidium contortum
and cyanobacterium Synechococcus nidulans not meet the fuel quality specifications. In
studies of alternative culture medium, it was observed that formulations with domestic
sewage (MDS) and biocomposts of fruit/horticultural wastes (HB) demonstrated promising
results for cultivation, especially of Chlorella sp., Chlamydomonas sp., and Lagerheimia
longiseta, which demonstrated productivities superior to those seen when grown on the
control media. The highest concentrations of lipids were obtained in medium BH and changes
in the biochemical composition and esters profile species were observed by varying the
culture medium. It was also verified that the protein, carbohydrate and lipid accumulation
occurs so distinct phases and the microalgal growth, particularly when modifying the culture
medium. And from this perspective that the FTIR technique has demonstrated effectiveness in
monitoring these components, especially lipids, which showed for all samples a direct
relationship with the conventional technique. A general way species viable for large scale
production, can grow in waste media have been proposed in this study. / As microalgas são micro-organismos que podem apresentar elevados teores de lipídeos,
proteínas, carboidratos e diversos metabólitos de interesse à indústria de biocombustível e de
compostos nutracêuticos. Apesar das inúmeras indicações para sua utilização como fonte para
produção de biodiesel, ainda existem entraves econômicos que inviabilizam esta produção em
larga escala. Assim, essa pesquisa teve como objetivo avaliar a potencialidade de cepas de
microalgas, isoladas da região Nordeste do Brasil, para a produção de biodiesel, levando em
consideração suas taxas de crescimento celular, as propriedades combustíveis que cada
biodiesel apresentaria e o desenvolvimento destas espécies em meios residuais oriundos de
atividades humanas e agroindustriais. Além disto, foram analisadas as mudanças metabólicas
ocorridas durante as fases de crescimento, de algumas espécies, através de técnicas
convencionais e FTIR. Entre as 25 espécies estudadas foram identificadas 8 potenciais para
produção de biodiesel: Pediastrum tetras (D121WC), Scenedesmus acuminatus (D115WC),
Chlamydomonas sp. (D132WC), Lagerheimia longiseta (D133WC), Amphora sp. (M84C),
Monoraphidium contortum (D173WC), Chlorella sp. (D101Z) e Cosmarium sp. (D174WC),
com produtividade elevada em biomassa, variando de 0,28 a 0,95 g L-1 d-1, e teores de ésteres
de até 2,9 vezes superiores à soja. Quanto à avaliação dos parâmetros combustíveis, de um
possível biodiesel produzido pelas microalgas, a análise estatística discriminou a clorofícea
D101Z como espécie promissora, por apresentar elevada produtividade lipídica, baixo valor
de ponto de entupimento de filtro a frio e índice de iodo pouco acentuado. Entretanto,
verificou-se que dentre as 12 espécies em estudo, apenas a clorofícea Monoraphidium
contortum e a cianobactéria Synechococcus nidulans não atenderiam as especificações de
qualidade combustíveis. Nos estudos sobre meios de cultivos alternativos, observou-se que as
formulações com esgoto doméstico (ESG) e biocomposto hortifrutis (BH) mostraram-se
muito promissoras especialmente para Chlorella sp., Chlamydomonas sp. e Lagerheimia
longiseta que apresentaram rendimento máximo celular superior ao cultivo controle. As
concentrações mais elevadas de lipídeos foram obtidas em meio BH, e alterações na
composição bioquímica e no perfil de ésteres das espécies foram observadas ao se variar os
meios de cultivo. Constatou-se também, que o acúmulo de proteína, carboidrato e lipídeo
ocorre de forma e em fases distintas do crescimento microalgal, principalmente quando se
modifica o meio de cultivo. E é nessa perspectiva que a técnica de FTIR demonstrou
eficiência no acompanhamento desses componentes, principalmente dos lipídeos,
apresentando para todas as amostras uma relação direta com a técnica convencional. De forma
geral, espécies viáveis para produção em larga escala, capazes de crescer em meios residuais
foram propostas neste estudo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/9210 |
| Date | 21 November 2016 |
| Creators | Calixto, Clediana Dantas |
| Contributors | Conceição, Marta Maria da, Sassi, Roberto |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Química, UFPB, Brasil, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 2303771813034662790, 600, 600, 600, 600, 5836755852549858582, 1571700325303117195, 3590462550136975366 |
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