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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Title: Avaliação das condições de cultivo na fotofermentação da microalga Chlamydomonas reinhardtii
Author: Sousa, Letícia de Moura
First Advisor: Batista, Fabiana Regina Xavier
First coorientator: Cardoso, Vicelma Luiz
First member of the Committee: Ferreira, Juliana de Souza
Second member of the Committee: Falleiros, Larissa Nayhara Soares Santana
Third member of the Committee: Borges, Wesley da Silva
Summary: Diante do cenário atual de esgotamento de combustíveis fósseis, alterações climáticas, elevados preços do petróleo aliado aos conflitos políticos, econômicos e ambientais, surge à necessidade de se investigar tecnologias sustentáveis para a produção de energia. Neste contexto, a síntese de biocombustíveis, especificamente, o etanol a partir de microalgas tem se destacado. Desta forma, o uso da alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii, que em condições de anaerobiose e associada a outros micro-organismos, tem sido investigada. Neste estudo, culturas de C. reinhardtii foram submetidas a fermentações em reatores de 50 mL e 1,5 L mantidas a 25 °C, sob foto-período de 12 horas, nas quais condições operacionais como supressão de enxofre e de ácido acético foram investigadas. A avaliação da influência de fontes de carbono mixotróficas e a utilização de efluente proveniente da fotofermentação bacteriana (sistema híbrido) também foram verificadas. Os resultados em escala reduzida mostraram que o cultivo da alga em meio basal Tris Acetate Phosphate (TAP) não resultou na produção de etanol, mesmo quando adicionada glicose e/ou lactose presente no permeado de soro de leite (PSL), ambas na concentração inicial de 1 g/L. No entanto, quando foi utilizado o meio TAP com supressão de enxofre na presença das mesmas fontes de açúcar, houve a produção de etanol, na qual a máxima concentração em escala reduzida atingiu 1189,91 mg/L. Na sequência foi avaliado o uso do meio TAP suplementado com três diferentes fontes de lactose: PSL (70 % de lactose), soro de leite (50 % de lactose) e lactose PA, com uma concentração inicial ajustada para 5 g/L de lactose. A produção de etanol ocorreu nas três condições, sendo que a máxima produtividade foi de 2,31 mmol de etanol/L.dia, verificada no meio contendo PSL. Na avaliação da supressão de ácido acético no meio TAP e no meio TAP isento de enxofre, a produção de etanol foi insignificante, mesmo com a adição de fontes de açúcar. Na etapa da avaliação do sistema híbrido, os resultados em escala reduzida mostraram a produção de etanol na presença de glicose e PSL, adicionadas isoladamente ao efluente da fotofermentação da bactéria fotossintetizante Rhodobacter capsulatus (RCV metabolizado) em uma concentração inicial de 5 g/L de glicose ou lactose. Entretanto, uma maior produção de etanol (1357 mg/L) foi observada no reator de 1,5 L, operando com reabastecimentos de meio fresco suplementado com PSL a cada 48 horas.
Abstract: Regarding the current scenario of fossil fuels depletion, climate change, high oil prices coupled with political, economic and environmental conflicts, the investigation of sustainable technologies for energy production became necessary. In this contest, biofuel (ethanol) synthesis from microalgae has been highlighted. The green alga Chlamydomonas reinhardtii under anaerobic conditions and associated with other micro-organisms have been investigated. In the current work, cultures of C. reinhardtii were submitted to fermentations using bioreactors (50 mL and 1.5 L of capacity) at 25 °C and 12-hour photoperiod, under operational conditions such as sulphur (TAP-S medium) and acid acetic (TAP-AC medium) depletions. The influence of mixotrophic carbon sources and the use of effluent from the bacterium photo-fermentation (hybrid system) were also verified. The findings in low scale (50 mL) showed that green alga cultivated in basal medium Tris Acetate Phosphate (TAP) did not result in ethanol production, since glucose and lactose from milk whey permeate (MWP) have been added, both at 1 g/L. Although, TAP-S medium supplemented with carbon sources resulted in ethanol production, being 1189.91 mg/L maximum ethanol concentration observed in low scale. In the following, TAP medium supplemented with three different sources of lactose was evaluated, being MWP (70 % lactose), MW (50 % lactose) and lactose PA, at initial concentration adjusted to 5 g/L. The ethanol production occurs in all cases. Maximum volumetric productivity was 2.31 mmol ethanol/L.day. It was verified in the medium supplement with MWP. In TAP-S and TAP-AC media the ethanol production was negligible, even with carbon source addition. To hybrid system, the result in low scale showed ethanol production in the presence of glucose and MWP, added alone for the photosynthetic bacterium (Rhodobacter capsulatus) medium (metabolized RCV) at 5 g/L. However, the highest ethanol production (1357 mg/L) was observed in the 1.5 L reactor, adding refreshed medium supplemented with MWP every 48 hours.
Keywords: Engenharia química
Biocombustiveis - Síntese
Biomassa vegetal
Álcool
Etanol
Sistema híbrido
Chlamydomonas reinhardtii
Rhodobacter capsulatus
Ethanol
Hybrid system
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: SOUSA, Letícia de Moura. Avaliação das condições de cultivo na fotofermentação da microalga Chlamydomonas reinhardtii. 2016. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17913
Date of defense: 22-Jul-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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