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Seleção de cepas oleaginosas da microalga Chlorella spp. e otimização do seu cultivo em meio sintético e vinhaça visando à produção sustentável de biodiesel (2013)

  • Authors:
  • Autor USP: SANTOS, PAULO VAGNER DOS - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • Subjects: BIOCOMBUSTÍVEIS; BIOTECNOLOGIA; BIOMASSA; LIPÍDEOS; ÁGUAS RESIDUÁRIAS
  • Language: Português
  • Abstract: Microalgas oleaginosas apresentam produtividade de biomassa oleaginosa maior do que vegetais vasculares e sua utilização como fonte de matéria-prima para biodiesel tem sido amplamente investigada. Ganha cada vez mais destaque a ideia de acoplar o cultivo de microalgas oleaginosas ao tratamento de águas residuárias para baratear custos de produção, resolver problemas ambientais e gerar biomassa com valor de mercado dentro de biorrefinarias. No Brasil, o aumento da produção de bioetanol gera como resíduo vinhaça, água residuária rica em compostos minerais e orgânicos que poderia sustentar o cultivo mixotrófico de microalgas oleaginosas. Visando explorar esta questão, esta pesquisa foi dividida em três etapas cujos objetivos centrais foram: (1) isolar e selecionar cepas potencialmente oleaginosas de Chlorella spp. (2) investigar e selecionar fatores químicos, físicos e tróficos para otimizar a produtividade de biomassa e lipídeos das cepas seleciona das; (3) adequar vinhaça ao cultivo otimizado de Chlorella potencialmente oleaginosa visando à produtividade de biomassa e remoção de nutrientes. O crescimento das microalgas foi monitorado por absorbância (683 nm) previamente calibrada com sólidos totais e o modelo de Gompertz foi utilizado para gerar curvas e parâmetros de crescimento (amplitude, tempo de geração e velocidade específica máxima de crescimento). Foram monitorados acúmulo de lipídeos neutros (fluorescência e extração), assimilação de nutrientes, clorofila a e avaliadas produtividades de biomassa e lipídeos. Na etapa 1, a indução de síntese e acúmulo de triglicerídeos pela via heterotrófica (5 g/L de glicose) detectou 3 cepas de Chlorella (VIN01, C203 e FAZ5-1O) com elevados índices de fluorescência, as quais foram selecionadas para terem seu cultivo otimizado. Na etapa 2, a frente trófica destacou-se, dentre as três frentes de varredurainvestigadas, e promoveu melhorias expressivas nos parâmetros de crescimento das três cepas selecionadas. Cultivos mixotróficos utilizando glicose e ácido acético foram os mais promissores, dentre os pesquisados, para otimizar o cultivo de Chlorella spp. Glicose foi selecionada para compor o meio base dos cultivos mixotróficos, que foram otimizados por delineamento composto central rotacional (DCCR) e análises de superfície de resposta com os fatores luz e temperatura. Na etapa 3, as condições otimizadas do cultivo mixotrófico, determinadas pelos modelos preditivos, foram simuladas em fotobiorreatores aerados de 8 L. Eles aumentaram a produtividade de biomassa da cultura mixotrófica otimizada (VIN01) em 59 vezes (de 8,1 para 482,3 mg/L dia) e a produtividade de lipídeos em 51 vezes (de 1,4 para 73,2 mg/L dia}, em relação à sua cultura fototrófica. O cultivo otimizado de Chlorella sp. em vinhaça aumentou sua produtividade de biomassa em 19 vezes (de 8,1 para 154,4 mg/L dia) e lipídeos em 13 vezes (de 1,4 para 18,7 mg/L dia), em relação à sua cultura fototrófica. Além disso, a microalga assimilou da vinhaça 57,2 mg/L de nitrogênio, 13,0 mg/L de fósforo, 3030 mg/L de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e 778 mg/L de COT (Carbono Orgânico Total). Desta forma: ficou comprovado que vinhaça pode favorecer o cultivo mixotrófico de Chlorella, que removeu matéria orgânica e minerais do efluente e produziu biomassa com potencial exploração à cadeia produtiva de biodiesel
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 04.10.2013
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      SANTOS, Paulo Vagner dos; CALIJURI, Maria do Carmo. Seleção de cepas oleaginosas da microalga Chlorella spp. e otimização do seu cultivo em meio sintético e vinhaça visando à produção sustentável de biodiesel. 2013.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-095247/pt-br.php >.
    • APA

      Santos, P. V. dos, & Calijuri, M. do C. (2013). Seleção de cepas oleaginosas da microalga Chlorella spp. e otimização do seu cultivo em meio sintético e vinhaça visando à produção sustentável de biodiesel. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-095247/pt-br.php
    • NLM

      Santos PV dos, Calijuri M do C. Seleção de cepas oleaginosas da microalga Chlorella spp. e otimização do seu cultivo em meio sintético e vinhaça visando à produção sustentável de biodiesel [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-095247/pt-br.php
    • Vancouver

      Santos PV dos, Calijuri M do C. Seleção de cepas oleaginosas da microalga Chlorella spp. e otimização do seu cultivo em meio sintético e vinhaça visando à produção sustentável de biodiesel [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-095247/pt-br.php


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