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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-9155-8047
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: 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
Alternate title (s): CHARACTERIZATION OF THE MICROALGAE AND CO-CULTURE SYSTEM DULCICULATION CYANOBACTERIA WITH THE OBJECTIVE OF ASSESSING THEIR POTENTIAL FOR OBTAINING BIOMASS, OIL, BIODIESEL in situ AND BIOCHAR
CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE MICROALGAS Y COCULTIVO CIANOBACTERIAS DULCICULACIÓN CON EL OBJETIVO DE EVALUAR SU POTENCIAL PARA LA OBTENCIÓN DE BIOMASA, ACEITE, BIODIESEL in situ Y BIOCARBÓN
Author: Guerra, Witter Duarte
First Advisor: Batista, Antônio Carlos Ferreira
First coorientator: Faria, Anizio Márcio de
Second coorientator: Rocha, Lucas Matheus da
First member of the Committee: Benassi, Vivian Machado
Second member of the Committee: Pereira, Marita Gimenez
Third member of the Committee: Ruller, Roberto
Fourth member of the Committee: Assunção, Rosana Maria Nascimento de
Summary: 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.
Keywords: Microalgas
Microalgae
Cianobactérias
Cyanobacteria
Co-cultivo
Co-culture
Biomassa
Biomass
Lipídios
Lipids
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis
Quote: 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.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.623
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44262
Date of defense: 14-Aug-2024
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.
ODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.
ODS::ODS 17. Parcerias e meios de implementação - Fortalecer os meios de implementação e revitalizar a parceria global para o desenvolvimento sustentável.
Appears in Collections:TESE - Biocombustíveis

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