Publicação: Caracterização do sistema de co-cultivo de microalgas e cianobactérias dulcícolas com objetivo de avaliar seu potencial para obtenção de biomassa, óleo, biodiesel in situ e biochar
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA, CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS, CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA
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Orientador
Coorientador
Faria, Anizio Márcio de, Rocha, Lucas Matheus da
Resumo
As microalgas e cianobactérias estão ganhando espaço na área de biocombustíveis, pois esses
microrganismos possuem um alto potencial de acúmulo de lipídios e biomassa, o que permite
estudos para explorar esses organismos como matéria-prima para a produção de biodiesel,
biodiesel in situ e biochar. A co-cultura de microalgas é uma das principais opções para
viabilizar eventos positivos relacionados à síntese de biocombustíveis. Nos sistemas algas
cianobactérias, as algas crescem em grupos ou colônias que interagem ou competem entre si.
As interações cooperativas entre microalgas podem promover a utilização de nutrientes do
sistema e o crescimento de microalgas e cianobactérias. Dentre as variáveis que podem
interferir no co-cultivo, fatores biológicos, físicos e químicos afetam diretamente o
armazenamento metabólico das reservas de nutrientes das microalgas e cianobactérias. Ao
desenvolver meios otimizados para a produção de lipídeos obtidos da co-cultura, é importante
explorar metodologias para melhorar o crescimento da biomassa e os sistemas de colheita.
Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de otimizar o cultivo da microalga Chlorella sp.
e da cianobactéria Oscillatoria sp. em sistema de co-cultura, para posterior produção de
lipídios, biomassa, biodiesel in situ e biochar. O co-cultivo ocorreu em reatores de vidro no
regime de batelada, com aeração presente em todo o cultivo mantidos em temperatura
ambiente de 25 ° C ± 1 ° C, com 21 dias de cultivo, fotoperíodo controlador de 12h de luz e
12h de escuro. As condições nutricionais testadas consistiram no teor de fosfato, nitrato e
zinco de acordo com o planejamento experimental Dohlert para garantir o rendimento de
biomassa, lipídios, produção de biodiesel e biochar. Os resultados indicaram que a
metodologia experimental para o co-cultivo apresentou um aumento de 43,45% no teor de
lipídios com as seguintes concentrações finais: fosfato 22,400 g, nitrato 0,255 g e zinco 0,030
g. Em termos de biomassa, houve um aumento de 64,53% com os valores finais de fosfato
22,400 g, nitrato 0,170 g e zinco 0,480 g. As interações entre as diferentes espécies de
microalgas e cianobactérias foram positivas, resultando em rendimentos superiores aos
relatados na literatura para outras espécies de microalgas e cianobactérias.
Abstract
Microalgae and cyanobacteria are gaining prominence in the field of biofuels due to their high
potential for lipid and biomass accumulation. This characteristic makes them promising raw
materials for the production of biodiesel, in situ biodiesel, and biochar. Microalgae co-culture
is one of the main strategies to promote positive outcomes related to biofuel synthesis. In
algae-cyanobacteria systems, algae grow in groups or colonies that interact or compete with
each other. Cooperative interactions among microalgae can enhance nutrient utilization within
the system and promote the growth of both microalgae and cyanobacteria. Biological,
physical, and chemical factors directly affect the metabolic storage of nutrient reserves in
microalgae and cyanobacteria, which can interfere with co-cultivation. To develop optimized
methods for lipid production from co-culture, it is important to explore methodologies that
improve biomass growth and harvesting systems. This study aimed to optimize the cultivation
of the microalga Chlorella sp. and the cyanobacterium Oscillatoria sp. in a co-culture system
for the subsequent production of lipids, biomass, in situ biodiesel, and biochar. The co-culture
was conducted in glass reactors in batch mode, with aeration maintained throughout the
cultivation period at an ambient temperature of 25 °C ± 1 °C. The cultivation lasted 21 days,
with a controlled photoperiod of 12 hours of light and 12 hours of dark. The nutritional
conditions tested included phosphate, nitrate, and zinc levels, according to the Dohlert
experimental design, to ensure the yield of biomass, lipids, biodiesel, and biochar. The results
indicated that the experimental methodology for co-cultivation led to a 43.45% increase in
lipid content with the following final concentrations: phosphate 22.400 g, nitrate 0.255 g, and
zinc 0.030 g. In terms of biomass, there was a 64.53% increase with the final values of
phosphate 22.400 g, nitrate 0.170 g, and zinc 0.480 g. The interactions between the different
species of microalgae and cyanobacteria were positive, resulting in yields higher than those
reported in the literature for other species of microalgae and cyanobacteria.
Palavras-chave
Microalgas, Microalgae, Cianobactérias, Cyanobacteria, Co-cultivo, Co-culture, Biomassa, Biomass, Lipídios, Lipids
Citação
GUERRA, Witter Duarte. Caracterização do sistema de co-cultivo de microalgas e cianobactérias dulcícolas com objetivo de avaliar seu potencial para obtenção de biomassa, óleo, biodiesel in situ e biochar. 2024. 158 f. Tese (Doutorado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.623.
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