Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Moreira, Juliana Botelho
Orientador(a): Morais, Michele Greque de, Costa, Jorge Alberto Vieira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Composição química
Fase exponencial de crescimento
Processo semicontínuo
Chemical composition
Exponential growth phase
Semicontinuous process
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12523
Resumo: Dissertação (Mestrado)
id FURG_f91f38bb8ef082f19f0fb958c1d58126
oai_identifier_str oai:repositorio.furg.br:123456789/12523
network_acronym_str FURG
network_name_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
repository_id_str
spelling Moreira, Juliana BotelhoMorais, Michele Greque deCosta, Jorge Alberto Vieira2025-04-02T15:25:46Z2025-04-02T15:25:46Z2014MOREIRA, Juliana Botelho. Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono. 2014. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos) - Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2014.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12523Dissertação (Mestrado)A biorrefinaria é um processamento sustentável em planta industrial que integra os processos de conversão de biomassa para produzir biocombustíveis, bioprodutos de valor agregado e energia. As microalgas constituem uma biomassa com grande potencialidade para uso como matéria prima para produção desses bioprodutos, além de apresentarem a capacidade de biofixar o CO2 atmosférico. O objetivo deste trabalho foi estudar o cultivo semicontínuo de Spirulina sp LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111, avaliando a potencialidade das biomassas produzidas para concepção de uma biorrefinaria microalgal. Os cultivos com duração de 55 d foram mantidos a 30ºC, 41,6 μmol.m-².s-1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro, em fotobiorreatores tubulares verticais. A concentração inicial de biomassa foi 0,2 g.L-1 e as taxas de renovação estudadas, 20 e 40% (v/v). Primeiramente foram estudados diferentes modos de condução de cultivo semicontínuo para a microalga Spirulina sp. LEB 18, avaliando-se as melhores respostas cinéticas. Em ambos os modos a primeira remoção de produto e adição de meio novo (corte) foi realizada no final da fase exponencial de crescimento. Contudo, em um modo de condução de cultivo estabeleceu-se uma concentração celular de corte fixa e em outra, a remoção de produto e adição de meio novo foi realizados a cada 3 d. As máximas produtividade média (0,092 g.L-1.d-1) e concentração de biomassa produzida (8,37 g) foram encontradas com taxa de renovação de 40% (v/v) no ensaio com concentração celular de corte fixa, demonstrando que essa é a melhor condução de cultivo semicontínuo. Em um segundo momento, selecionado o modo de condução, foi estudado o cultivo semicontínuo das microalgas Spirulina sp LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111 com CO2 como fonte de carbono, a fim de avaliar a potencial aplicação das biomassas produzidas. A concentração celular de corte foi 1,6 g.L-1. Para a caracterização das biomassas foram determinados carboidratos, proteínas, lipídios e cinzas. Na biomassa de Spirulina sp. LEB 18 ainda foi avaliado o rendimento em biopolímeros. Quando cultivada com 10% (v/v) de CO2 e taxa de renovação de 20% (v/v), a microalga Spirulina sp. LEB 18 apresentou biomassa rica em proteínas, sendo 60,1 % (p/p), 14,4% (p/p) de carboidratos e máximo teor lipídico de 9,8% (p/p). O máximo rendimento em biopolímeros encontrado foi 7,1% (p/p) no ensaio com 10% (v/v) de CO2. A biomassa da microalga Chlorella fusca LEB 111 apresentou teores máximos de proteínas (56,1%, p/p), carboidratos (30,2%, p/p) e lipídios (13,3%, p/p) quando a microalga foi cultivada com CO2 como fonte de carbono. Nos cultivos com esse gás foi observado que a taxa de renovação de meio não influenciou na cinética de crescimento da microalga Spirulina sp. LEB 18. Esta microalga apresentou maior produtividade média, velocidade específica de crescimento e máxima biomassa produzida, quando cultivada com CO2. As biomassas das microalgas Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111, obtida a partir do cultivo com 10% (v/v) de CO2, apresentam potencial para obtenção de bioprodutos como biopeptídeos, bioetanol e ácidos graxos essenciais e podem ser utilizadas como matéria prima em biorrefinarias, favorecendo a autossustentabilidade.A biorefinery is a sustainable industrial processing plant that integrates biomass conversion processes to produce biofuels, bioproducts and value-added energy. The microalgae biomass constitute a great potential for use as a feedstock for the production of these byproducts, in addition to having the ability to biofix atmospheric CO2. The objective of this work was to study the semi cultivation of Spirulina sp LEB 18 and Chlorella fusca LEB 111, evaluating the potential of biomass produced for designing a microalgal biorefinery. The cultivations during 55 d were maintained at 30 °C, 41.6 μmolm-²s-1 and photoperiod 12 h light/dark, in vertical tubular photobioreactors. The initial biomass concentration was 0.2 g L-1 and the renewal rates studied were 20 and 40% (v/v). Firstly different driving modes of semicontinuos cultivation for Spirulina sp LEB 18 were studied evaluating the best kinetic responses. In both modes the first product removal and addition of fresh medium was taken at the end of the exponential growth phase . However, in a driving style cultivation established a fixed blend concentration and other the removal of product and addition of fresh medium was performed every 3 d. The maximum average productivity (0.092 g L-1.d-1) and concentration of produced biomass (8.37 g) were found with a renewal rate of 40% (v/v) in the assay with fixed blend concentration, demonstrating that this is the best driving semicontinuous cultivation. In a second step, the selected driving mode, the semicontinuous cultivation of microalgae Spirulina sp LEB 18 and Chlorella fusca LEB 111 with CO2 as a carbon source was studied in order to evaluate the potential application of biomass produced. The blend concentration was 1.6 g.L-1 (late exponential growth phase). For the characterization of biomass carbohydrates, proteins, lipids and ash were determined. Biomass of Spirulina sp. LEB 18 was further assessed the performance in biopolymers. When grown at 10% (v/v) CO2, and renewal rate of 20% (v/v) to Spirulina sp. LEB 18 presented biomass rich in protein, 60.1% (w/w), 14.4% (w/w) of carbohydrate and lipid content of maximum 9.8% (w/w). The maximum yield was found biopolymers 7.1% (w/w) in the assay with 10% (v/v) CO2. The biomass of microalgae Chlorella fusca LEB 111 showed maximum protein content (56.1%, w/w), carbohydrates (30.2%, w/w) and lipids (13.3%, w/w) when the microalgae was grown with CO2 as the carbon source. In cultivations with this gas was observed that the renewal rate means no influence on the kinetics of growth of Spirulina sp. LEB 18. This microalgae showed higher average productivity, specific growth rate and maximum biomass production when grown with CO2. Biomass of microalgae Spirulina sp. LEB 18 and Chlorella fusca LEB 111, obtained from cultivation with 10% (v/v) CO2, have potential for obtaining biopeptides as bioproducts, ethanol and essential fatty acids and can be used as raw material for biorefineries, favoring self-sustainability.porComposição químicaFase exponencial de crescimentoProcesso semicontínuoChemical compositionExponential growth phaseSemicontinuous processEngenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbonoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/7bffeac7-38cf-439c-b4b6-8879d0b2d5fc/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADORIGINALJuliana Botelho Moreira.pdfJuliana Botelho Moreira.pdfapplication/pdf1022523https://repositorio.furg.br/bitstreams/8c99ea06-a3e4-4319-9166-708997b65d10/download434f8626ec6c086a0a2cc6d891b56bf8MD51trueAnonymousREADTEXTJuliana Botelho Moreira.pdf.txtJuliana Botelho Moreira.pdf.txtExtracted texttext/plain102505https://repositorio.furg.br/bitstreams/80e42a81-d3d0-4116-9e1d-00032cef72a6/downloadcae6c8d56f7206f40ffe896a7423faffMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILJuliana Botelho Moreira.pdf.jpgJuliana Botelho Moreira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3170https://repositorio.furg.br/bitstreams/6fd21d9b-b3c3-4d86-9475-cfd9cea2ce29/download740691954609e5e911fc79b6734059b0MD54falseAnonymousREAD123456789/125232025-12-10 02:30:27.269open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12523https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T05:30:27Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
title Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
spellingShingle Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
Moreira, Juliana Botelho
Composição química
Fase exponencial de crescimento
Processo semicontínuo
Chemical composition
Exponential growth phase
Semicontinuous process
title_short Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
title_full Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
title_fullStr Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
title_full_unstemmed Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
title_sort Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono
author Moreira, Juliana Botelho
author_facet Moreira, Juliana Botelho
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Moreira, Juliana Botelho
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Morais, Michele Greque de
Costa, Jorge Alberto Vieira
contributor_str_mv Morais, Michele Greque de
Costa, Jorge Alberto Vieira
dc.subject.por.fl_str_mv Composição química
Fase exponencial de crescimento
Processo semicontínuo
Chemical composition
Exponential growth phase
Semicontinuous process
topic Composição química
Fase exponencial de crescimento
Processo semicontínuo
Chemical composition
Exponential growth phase
Semicontinuous process
description Dissertação (Mestrado)
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-04-02T15:25:46Z
dc.date.available.fl_str_mv 2025-04-02T15:25:46Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv MOREIRA, Juliana Botelho. Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono. 2014. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos) - Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2014.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12523
identifier_str_mv MOREIRA, Juliana Botelho. Engenharia de microalgas para concepção de uma biorrefinaria utilizando CO2 como fonte de carbono. 2014. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos) - Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2014.
url https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12523
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron:FURG
instname_str Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron_str FURG
institution FURG
reponame_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
collection Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/bitstreams/7bffeac7-38cf-439c-b4b6-8879d0b2d5fc/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/8c99ea06-a3e4-4319-9166-708997b65d10/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/80e42a81-d3d0-4116-9e1d-00032cef72a6/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/6fd21d9b-b3c3-4d86-9475-cfd9cea2ce29/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
434f8626ec6c086a0a2cc6d891b56bf8
cae6c8d56f7206f40ffe896a7423faff
740691954609e5e911fc79b6734059b0
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.br
_version_ 1856849744061530112

Registros relacionados