Export iten: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/207
???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Cultivo da microalga Spirulina platensis em Raceway para a obtenção de matéria-prima para produção do bioetanol
Other Titles: Cultivation of Spirulina platensis in Raceway for obtaining raw material for production of bioethanol
???metadata.dc.creator???: Magro, Francisco Gerhardt 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Colla, Luciane Maria
???metadata.dc.description.resumo???: busca por fontes energéticas renováveis foi impulsionada nas últimas décadas, pois as fontes de combustíveis não renováveis tendem a se esgotar, surgindo assim à busca pelos biocombustíveis obtidos através da biomassa de microrganismos, como as microalgas. Essa forma de produção de biocombustíveis torna se viável uma vez que pode ser realizado em terras com baixo potencial agrícola. Porém, as produções em grande escala, necessárias para a implementação da indústria de biocombustíveis algais, possuem várias limitações e demandam estudos e pesquisas para tornarem viáveis. A tecnologia mais difundida para o cultivo em grande escala de microalgas são os raceways, sendo que nesses fotobiorreatores, alguns fatores, como os processos de agitação, a definição dos ciclos de luz e escuros ótimos, a fotoinibição, a redução da sedimentação e a maximização das produtividades, precisam ser estudados. O objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de uma estratégia de aumento na escala de produção da microalga Spirulina platensis cultivada em raceways para o aproveitamento da biomassa e do carboidrato extracelular (solúvel) visando a produção de bioetanol. A realização do experimento foi em mini raceways e em planta piloto. O fluxo do fluido foi simulado nos mini raceways que foram confeccionados em acrílico com sistema de agitação na forma de pás. A microalga utilizada foi a Spirulina platensis LEB 52, cultivada em meio Zarrouk em condições apropriadas para o acúmulo de carboidratos. Ao final das fases estacionária e de declínio do cultivo, a biomassa foi utilizada para determinação de carboidratos, lipídios e proteínas. No líquido resultante do processo de centrifugação também foi determinado o carboidrato extracelular no meio de cultivo. Como resultado é possível relatar que a velocidade de agitação interferiu na concentração celular, pois o cultivo com menor velocidade (0,10 e 0,15 m.s-1) atingiu uma concentração menor, isto devido ao maior volume no raceway de zonas de estagnação. A velocidade de agitação e a fase de cultivo influenciaram na concentração de carboidrato na célula, nas velocidades de 0,10 e 0,15 m.s-1 a quantidade de carboidratos intracelulares foram inferiores às cultivadas com maiores velocidades em ambas as fases de cultivo. A biomassa cultivada até o início da fase de declínio apresentou maior concentração de carboidratos, devido à maior restrição de nutrientes, o que pode ter afetado positivamente no acúmulo de carboidrato. As concentrações de proteína obtiveram relação inversa com a concentração de carboidratos. A concentração dos carboidratos extracelulares foi maior na fase de declínio do cultivo, o que configura que foram mais produzidos na fase estacionaria do cultivo, ou esse carboidrato extracelular não seja somente proveniente dos exopolissacarideos, e sim de carboidrato celular que foi liberado ao meio. O cultivo foi realizado no raceway com volume de 250 L, atingiu a concentração de biomassa na fase estacionaria de 1,10±0,004 g.L-1, o desempenho foi inferior quando comparado como ao mini raceway piloto devido a profundidade do fluido que limitou a luz recebida pelas células. A concentração menor de carboidrato no raceway da planta piloto quando comparado ao cultivo realizado no mini raceway. A concentração dos carboidratos extracelulares se assemelha ao cultivo nos mini raceways, onde na fase de declínio obteve-se a maior concentração
Abstract: The search for renewable energy sources was boosted in recent decades, as the sources of non-renewable fuels tend to run out, thus resulting in the search for biofuels made from biomass of microorganisms such as microalgae. Biofuel production this form becomes viable as it can be done on land with low agricultural potential. However, the production on a large scale, necessary for the implementation of the algal biofuel industry, have several limitation. The most widespread technology for the large scale cultivation of microalgae are the raceways, and these photobioreactors, some factors, such as the stirring process, the definition of the cycles of light and fine dark, photoinhibition, the reduction of sedimentation and maximization productivities, need to be studied. The objective was to develop a strategy increase in microalgae production scale Spirulina platensis grown in raceways for the use of biomass and extracellular carbohydrate (soluble) aimed at the production of bioethanol. The completion of the experiment was carried out in mini raceways and pilot plant. The flow was simulated in miniature raceways which were made of acrylic with stirring system in the form of blades. The microalgae Spirulina platensis LEB 52 was used, Zarrouk grown in medium under conditions appropriate for the accumulation of carbohydrates. At the end of the stationary phase and decline in cultivation, the biomass was used for determination of carbohydrates, lipids and proteins. In the resulting liquid centrifuge process it was also determined in exopolysaccharides carbohydrate or soluble in the culture medium. As a result it is possible to report that the stirring speed affect cell concentration, for cultivation at a lower rate (0.10 to 0.15 m.s-1) had a lower concentration, due to the larger volume in the raceway stagnant zones. The stirring rate and the growing phase influence the carbohydrate concentration in the cell, at the speeds of 0.10 and 0.15 m.s-1 the amount of intracellular carbohydrate were lower than those cultured with increasing speeds in both phases of cultivation. Biomass grown until early decline phase showed a higher concentration of carbohydrates due to greater restriction of nutrients, which may have impacted positively on carbohydrate accumulation. Protein concentrations obtained an inverse relationship with the concentration of carbohydrates. The concentration of extracellular carbohydrates was higher in all experiments in the decline phase of cultivation, which sets that were more produced in stationary cultivation phase, or that extracellular carbohydrate is not only from the exopolysaccharides, but cell carbohydrate that has been released. Cultivation was carried out in the raceway with volume of 250 L, reached the concentration of biomass in stationary phase of 1.10±0.004 g.L-1, the performance was lower as compared to mini raceway because the depth of the fluid which limited the incoming light by the cells. The lowest concentration of carbohydrate in the pilot plant compared raceway cultivation performed in mini raceway. The extracellular concentration of carbohydrates resembling the cultivation in the mini raceways where the decline phase yielded the highest concentration
Keywords: Alga
Biomassa
Biocombustíveis
Seaweed
biomass
biofuels
???metadata.dc.subject.cnpq???: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
???metadata.dc.language???: por
???metadata.dc.publisher.country???: BR
Publisher: Universidade de Passo Fundo
???metadata.dc.publisher.initials???: UPF
???metadata.dc.publisher.department???: Engenharias
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Citation: MAGRO, Francisco Gerhardt. Cultivation of Spirulina platensis in Raceway for obtaining raw material for production of bioethanol. 2016. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, 2016.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://10.0.217.128:8080/jspui/handle/tede/207
Issue Date: 14-Mar-2016
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental



Items in TEDE are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.