Uso de microalgas com potencial para produção de biodiesel e mitigação de impactos ambientais

Autor: Sassi , Patrícia Giulianna Petraglia
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBUniversidade Federal da ParaíbaUFPB.
Druh dokumentu: masterThesis
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Microalgae have been the focus of great interest for the biofuels production due to its enormous capacity to produce biomass, and because many species produce fatty acids in amounts many times the various oleaginous plants. Many microalgae also act as efficient bioremediators domestic and industrial residues, so integrated cultivation of promising microalgae for biofuels coupled to wastewater treatment systems can provide several benefits including cost reductions in effluents treatment and biomass microalgal production, cheapening the culture, promoting nutrient removal and minimizing environmental impacts. This research aimed to evaluate the effectiveness of regional microalgae act in the bioremediation of three types of effluents: biodiesel washing water, shrimp wastewater and agricultural drainage water using potentially promising species for the production of biodiesel that can grow in these effluents as a culture medium. Were used 12 isolated species of microalgae various aquatic environments in northeastern Brazil with 11 freshwater and 1 marine. The selection of species was made considering those which produce substantial amounts of fatty acids, with some even superior to soy. The experiments were performed in chambre culture (25 ± 1 ° C, photoperiod of 12h) in balloons 6L capacity with continuous aeration. The growth of the species under the conditions tested was accompanied by cell counts and measurement of fluorescence in vivo and the physiological responses by flow cytometry. In the effluent were determined NO3, NO2, PO4, pH, COD, turbidity, electrical conductivity and total solids using analytical procedures and/or multiparameter probe. In biodiesel washing water 11 species were tested, only two of which showed good growth. Of these, Monoraphidium contortum was selected for the bioremediation tests due to its higher capacity for growth and be the second species with a higher content of fatty acids. It was found that the species reduces the concentration of NO3, PO4, and COD in percentages of 25.8%, 7.2% and 31.2%, respectively. In shrimp farming water the genus Amphora sp. it showed considerable growth, but lower than the control, but with higher production lipids. Removal PO4, NO3 and NO2 in this species in this effluent was 73.357%, 72.572% and 66.667%, respectively. In agricultural drainage water were tested of which 11 species. Monoraphidium contortum was selected for the bioremediation test and biomass production and yield of the final number of cells in this experimental condition were lower than the control. In this kind effluent removed approximately 73% and 100% for respectively NO3 and PO4. Comparisons of physiological responses showed cell concentrations, florescence chlorophyll and activity of higher esterase in control and increased production of lipids in the drainage water The data show it is possible to use these effluents in the cultivation of microalgae important for biodiesel production with effective reduction of nutrients present in wastewater and that, depending on the species, the effluent may offer favorable conditions for increased production of lipids. However, microalgal cultures in these effluents can be double interest: to minimize environmental impact and producing microalgal biomass that can be used to produce biodiesel, or other byproducts of interest to the biotechnology, thereby reducing production costs in mass culture.
As microalgas têm sido foco de grande interesse para a produção de biocombustíveis devido a sua enorme capacidade de produzir biomassa, e pelo fato de muitas espécies produzirem ácidos graxos em quantidades muitas vezes superiores à várias oleaginosas. Muitas microalgas também atuam como eficientes biorremediadores de resíduos domésticos e agroindustriais, de maneira que sistemas integrados de cultivo de microalgas promissoras para a produção de biocombustíveis acoplados ao tratamento de efluentes podem apresentar vários benefícios incluindo redução de custos no tratamento de águas residuais e produção de biomassa microalgal, barateando os cultivos, promovendo remoção de nutrientes e minimizando impactos ambientais. Esta pesquisa visou avaliar a efetividade de microalgas regionais atuarem na biorremediação de três tipos de efluentes: água de lavagem de biodiesel, efluente de carcinicultura e água de drenagem agrícola, utilizando espécies potencialmente promissoras à produção de biodiesel que podem crescer nesses efluentes como meio de cultura. Foram utilizadas 12 espécies de microalgas isoladas de vários ambientes aquáticos do Nordeste do Brasil sendo 11 dulcícolas e uma marinha. A seleção das espécies foi feita considerando-se aquelas que produzem substanciais quantidades de ácidos graxos, com algumas inclusive superiores à soja. Os experimentos foram realizados em câmara de cultura climatizada (25 ± 1 ºC, fotoperíodo de 12h) em balões de 6L de capacidade com aeração contínua. O crescimento das espécies nas condições testadas foi acompanhado por contagens celular e medidas da fluorescência in vivo e as respostas fisiológicas por citometria de fluxo. Nos efluentes foram determinados os teores de NO3, NO2, PO4, pH, DQO, turbidez, condutividade elétrica e sólidos totais usando procedimentos analíticos e/ou sonda multiparâmetros. Em água de lavagem de biodiesel foram testadas 11 espécies, das quais apenas duas apresentaram bom crescimento. Destas, Monoraphidium contortum foi selecionada para os testes de biorremediação por apresentar maior capacidade de crescimento e ser a segunda espécie com maior teor de ácidos graxos. Constatou-se que esta espécie reduz as concentrações de NO3, PO4, e DQO nas porcentagens de 25,8%, 7,2% e 31,2%, respectivamente. Em água de carcinicultura o gênero Amphora sp. mostrou crescimento considerável, porém inferior ao controle com produção de lipídeos superior. A remoção de PO4, NO3 e NO2 por esta espécie nesse efluente foi de 73,357%, 72,572% e 66,667%, respectivamente. Em água de drenagem agrícola foram testadas 11 espécies das quais M. contortum foi selecionada para o ensaio de biorremediação e sua produção de biomassa e o rendimento final em número de células nesta condição experimental foram inferiores ao controle. Neste efluente essa espécie removeu aproximadamente 73% de NO3 e 100% de PO4. As comparações das respostas fisiológicas demonstraram concentrações celulares, florescência da clorofila e atividade da esterase mais elevadas no controle e maior produção de lipídeos no efluente. Os dados mostram ser possível a utilização desses efluentes no cultivo de microalgas importantes à produção de biodiesel com reduções efetivas dos nutrientes presentes na água residual e que, dependendo da espécie, os efluentes podem oferecer condições favoráveis a uma maior produção de lipídeos. Contudo, os cultivos de microalgas nesses efluentes podem ter duplo interesse: minimizar impactos ambientais e produzir biomassa microalgal que pode ser usada para produção de biodiesel ou outros coprodutos de interesse à biotecnologia, reduzindo assim os custos de produção em cultivos em massa.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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