Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31492
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Embargo Date: 2023-02-14
Title: Avaliação do uso de microalgas na remoção de nutrientes e metais de efluente contendo soro de queijo
Alternate title (s): Evaluation of the use of microalgae to remove nutrients and metals from cheese whey wastewater
Author: Pires, Tamires de Almeida
First Advisor: Batista, Fabiana Regina Xavier
First coorientator: Cardoso, Vicelma Luiz
First member of the Committee: Falleiros, Larissa Nayhara Soares Santana
Second member of the Committee: Ferreira, Juliana de Souza
Summary: As microalgas têm se mostrado promissoras para diversas aplicações devido à sua elevada capacidade de absorver ou adsorver diversos componentes presentes no meio em que se encontram e por sintetizarem produtos de alto valor comercial. Como seu cultivo apresenta baixo custo e fácil manutenção, a avaliação de seu potencial em diversas aplicações tecnológicas tornou-se relevante. Os principais nutrientes requeridos pelo metabolismo desses microrganismos são carbono, nitrogênio e fósforo. Tais elementos encontram-se presentes em efluentes de diversas indústrias como, por exemplo, no soro de queijo e no efluente final da indústria de laticínios. Sendo assim, o cultivo das microalgas em águas residuais com o objetivo de diminuir os teores destes componentes é uma alternativa possível para o seu tratamento. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de microalgas tratarem o efluente da indústria de laticínios. O primeiro ensaio foi realizado utilizando a alga verde Chlorella vulgaris e a cianobactéria Spirulina platensis em meio de cultivo padrão. Posteriormente, seguiu-se com os ensaios com a C. vulgaris em meio contendo soro de queijo bruto e pré-tratado por coagulação. Sendo que, 0,1 g/L da microalga foi inoculada em diferentes concentrações de soro de queijo diluído em meio BBM. Por último, foi avaliado a eficiência do aumento da concentração de inóculo, nos valores de 0,2, 0,4 e 1,0 g/L para o tratamento do efluente. Utilizou-se, nesse caso, meio contendo 10% de soro de queijo coagulado. A capacidade das microalgas em tratar o efluente foi medida através das análises de remoção de carbono, nitrogênio, fósforo, DQO, lactose e metais (Mg, Na, Ca, K e Fe) do meio. Avaliou-se, também, a produção de proteína, etanol, biomassa e clorofila. Nos ensaios preliminares, as duas microalgas removeram carbono, nitrogênio e fósforo, mostrando-se capazes de serem utilizadas no tratamento de águas residuais. Como a C. vulgaris apresentou uma taxa de crescimento maior e resultados promissores nos ensaios em meio de cultivo padrão, ela foi utilizada no tratamento de efluente contendo soro de queijo. Nos ensaios com efluente bruto, a máxima remoção alcançada foi: 50% de carbono, 59% de nitrogênio, 90% de DQO, 53% de fósforo e 76% de lactose. Ocorreu a produção de etanol (os meios com presença de 25, 50 e 100% de soro de queijo), clorofila (em meio BBM e meio contendo 1% de soro) e proteína (em meio BBM e na presença de 1 e 10% de soro). Para o soro pré-tratado por coagulação, não houve aumento na remoção desses elementos em relação ao soro bruto, contudo, houve aumento no acúmulo de clorofila, etanol e proteína. O aumento da concentração de inóculo resultou em incrementos na redução de carbono no meio, chegando a 89%, e nitrogênio, a 78%. Nesse caso, obteve-se, também, a remoção de metais pela alga verde, o que não foi possível nos ensaios anteriores. Dessa forma, pode-se concluir que as microalgas Spirulina platensis e Chlorella vulgaris possuem grande potencial para tratamento de efluentes, sendo que esta última se mostrou capaz de remover compostos presentes no efluente da indústria de laticínio que levam à poluição do meio ambiente. Além disso, em certas condições, foi possível a produção de compostos de interesse comercial como etanol, clorofila e proteína.
Abstract: Microalgae have shown promise for several applications due to their high capacity to absorb or adsorb diverse components present into the medium where they are found and for synthesizing products of high commercial value. Since its cultivation presents low cost and easy maintenance, the evaluation of its potential in diverse technological applications has become relevant. The main elements required by the metabolism of these microorganisms are carbon, nitrogen and phosphorus. As these components are present in effluents from several industries such as cheese whey and final effluent from the dairy industry, the cultivation of these microorganisms in order to reduce the levels of such elements is a possible alternative for treatment waste. Moreover, the aim of the current work was to evaluate the ability of microalgae to treat the effluent from the dairy industry. The first assay was performed using Chlorella vulgaris and Spirulina platensis in standard culture medium. Subsequently, assays were performed with C. vulgaris in medium containing cheese whey with and without treatment. Since, 0.1 g/L of the microalga was inoculated at different concentrations of cheese whey diluted in BBM medium. Finally, the efficiency of increases in the inoculum concentration was evaluated, at concentrations of 0.2, 0.4 and 1.0 g/L, in the effluent treatment. In this case, medium containing 10% of whey cheese was used. The microalgae capacity was measured through carbon, nitrogen, phosphorus, COD, lactose and metal removal analyzes. It was also evaluated the production of protein, ethanol, biomass and chlorophyll. In the preliminary tests, both microalgae removed carbon, nitrogen and phosphorus, being able to be used in the treatment of wastewater. As C. vulgaris presented a higher growth rate and promising results in assays with basal medium, it was used in the treatment of cheese whey. In the effluent without treatment tests, maximum removal achieved was: 50% carbon, 59% nitrogen, 90% COD, 53% phosphorus and 76% lactose. Ethanol production (in the presence of 25, 50 and 100% cheese whey), chlorophyll (in BBM medium and medium containing 1% cheese whey) and protein (in BBM medium and in the presence of 1 and 10% of cheese whey) were verified. For the treated cheese whey, there was no increase in the removal of these elements in relation to the without treated cheese whey. However, there was accumulation of protein at all effluent concentrations. Increases in the inoculum concentration resulted in the reduction of carbon, reaching 89% and nitrogen, 78%. In this case, the removal of metals (Calcium, Iron, Magnesium, Potassium and Calcium) by green algae was also obtained, which was not possible in the previous tests. It can be concluded that the microalgae Spirulina platensis and Chlorella vulgaris have great potential for effluent treatment. The latter was able to remove compounds present in the effluent from the dairy industry that lead to pollution of the environment. In addition, under certain conditions, it was possible to produce compounds of commercial interest such as ethanol, chlorophyll and protein.
Keywords: Microrganismos
Laticínio
Carbono
Nitrogênio
Fósforo
Metais
Microorganisms
Dairy
Carbon
Nitrogen
Phosphor
Metals
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Subject: Laticínios
Micro-organismos
Carbono
Nitrogênio
Fósforo
Metais
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: PIRES, Tamires de Almeida. Avaliação do uso de microalgas na remoção de nutrientes e metais de efluente contendo soro de queijo. 2019. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3010
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3010
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31492
Date of defense: 14-Feb-2019
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
AvaliacaoUsoMicroalgas.pdfDissertação814.95 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons