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Título: Estudo da produção de biomassa no cultivo da microalga Neochloris oleoabundans em vinhaça de cana-de-açúcar
Título(s) alternativo(s): Biomass production of microalgae Neochloris oleoabundans grown in sugarcane vinasse
Autor(es): Goes, Higgor Henrique Dias
Orientador(es): Theodoro, Joseane Debora Peruço
Palavras-chave: Algas verdes - Cultivo
Resíduos industriais
Águas residuais - Purificação
Green algae - Planting
Factory and trade waste
Sewage - Purification
Data do documento: 27-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: GOES, Higgor Henrique Dias. Estudo da produção de biomassa no cultivo da microalga Neochloris oleoabundans em vinhaça de cana-de-açúcar. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021.
Resumo: A vinhaça da cana­de­açúcar é o efluente líquido gerado na produção de etanol. A cada litro de etanol produzido são gerados até 15 litros de vinhaça. A composição físico­química do efluente apresenta alta toxicidade e elevadas concentrações de nitrogênio e fosfato. Microalgas, ao serem cultivadas, podem produzir matéria­prima para produtos de valor agregado como biocombustíveis, suplementos alimentares, pigmentos e bio­fertilizantes, mas para ser economicamente viável é necessário diminuir os custos do meio de cultivo. A vinhaça pode fornecer os nutrientes necessários para o cultivo de microalgas, sendo a combinação do tratamento biológico para diminuir os impactos de sua disposição no solo e o cultivo de biomassa de microalgas para comercialização de seus produtos uma alternativa vantajosa para ambos os propósitos. O presente trabalho tem por objetivo avaliar o crescimento da microalga Neochloris oleoabundans em vinhaça de cana­de­açúcar, assim como o tratamento biológico do efluente sucroalcooleiro. No estudo de diversas concentrações, os experimentos ocorreram com a diluição da vinhaça até 30% em água destilada e em meio BBM nas seguintes condições de cultivo: Temperatura 25°C, luminosidade 2000 lux, fotoperíodo 12h/12h e agitação constante em 150 rpm. A maior produção de biomassa ocorreu em vinhaça 30% diluída em água destilada com biomassa produzida de 2,72 g.L­1 e taxa de crescimento específica de 0,5984 d­1 . Nos experimentos com 30% de vinhaça em meio BBM (Bold’s Basal Medium) obteve­se uma biomassa produzida de 2,42 g.L­1 e taxa de crescimento específica de 1,0550 d­1. Assim, a vinhaça foi capaz de suplementar o crescimento da N. oleoabundans e produzir elevada biomassa. Um fator importante foi que em concentrações elevadas ocorreu a inibição do crescimento. Nessas condições apresentadas, as taxas de remoção de nutrientes no meio foram consideradas satisfatórias. Para os meios com vinhaça diluída em água as taxas de remoção foram superiores a 76%, 95% e 69% para os parâmetros Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK), fosfato e Demanda Química de Oxigênio (DQO), respectivamente. Para os meios preparados com a diluição de vinhaça em meio BBM, as taxas de remoção foram superiores a 74%, 93% e 74%, respectivamente. Durante o trabalho, foi observado que a vinhaça conservada por congelamento e/ou adição de ácido sofreu degradação, alterando suas propriedades físico­químicas. O cultivo da microalga N. oleoabundans em vinhaça de cana­de­açúcar apresentou bom crescimento indiciando que a técnica de tratamento biológico do efluente com microalgas é uma alternativa promissora para os objetivos propostos.
Abstract: The sugarcane vinasse is the wastewater from the ethanol process. Each liter of ethanol produced are generated almost 15 liters of vinasse. Physicochemical composition of the wastewater shows high toxicity and raised concentration of nitrogen and phosphate. When microalgae are cultivated, can produce feedstocks for products with added value, like biofuel, food supplements, pigments and fertilizers, but to be economically viable is necessary lower costs from the growing medium. The vinasse can provide the necessary nutrients for the cultivation of microalgae, being the combination of biological treatment to reduce the impacts of its disposal on the soil and the cultivation of microalgae biomass for the marketing of your products is an advantageous alternative for both purposes. The present work has the aim to evaluate microalgae growth Neochloris oleoabundans in the sugarcane vinasse, as well as the biological treatment of wastewater. The experiments occurred with the dilution of vinasse up to 30% in distilled water and in BBM medium under the following cultivation conditions: Temperature 25°C, brightness 2000 lux, photoperiod 12h/12h and constant agitation at 150 rpm. The biggest production of biomass occurred in 30% vinasse diluted in distilled water with produced biomass of 2.72 g. L­1 and specific growth rate of 0.5984 d­1 . With 30% vinasse in BBM medium (Bold’s Basal Medium) resulted in produced biomass of 2.42 g. L­1 and specific growth rate of 1.0550 d­1 . So, the vinasse was able to supplement the growth of N. oleoabundans and produce high biomass. An important factor was that at higher concentrations, growth inhibitions occurred. The nutrient removal rates in the medium were considered satisfactory. For the medium with vinasse diluted in water the removal rates were higher than 76%, 95% and 69% for the parameters Total Kjehdalh nitrogen (NTK), phosphate and Chemical Oxygen Demand (COD), respectively. For the medium prepared with the dilution of vinasse in BBM medium, the removal rates were higher than 74%, 93% and 74%, respectively. During the work was observed that even with freezing and/or addition of acid, the vinasse was degrades, changing its physicochemical properties. The cultivation of microalgae N. oleoabundans in sugarcane vinasse showed good growth and the technique of biological treatment of the wastewater with microalgae is a promising alternative.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26543
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