Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Cabral, Bruna Vieira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17923
http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146
Resumo: The availability of nutrients for plants is a decisive factor for their development and growth. Phosphorus is one of the most important nutrients for the agricultural crops being a limiting factor for plant growth by influencing the supply of energy needed for metabolic processes. One of the main problems related to nutrient absorption by the plants is due to the fact that a large portion soluble inorganic phosphate applied to the soil as compost, is rapidly immobilized in the forms of insoluble phosphate. One approach to minimizing this problem is the use of microorganisms, especially some species of fungus effective for phosphorus release by the production of acids, mineralization or phosphatase production. This work aimed to study the phosphorus biosolubilization from phosphate rock concentrate of Trichoderma harzianum on different configurations of reactors. Through quantitative classification evaluated the solubilization capacity of 16 fungal isolates previously collected and later the influence of the glucose concentration, rock phosphate concentrate and inoculum in liquid selective synthetic medium in conical bench reactors. It was also studied the biosolubilization process in air-lift reactor containing phosphate rock concentrate continuing the process in conical bench reactors. The process was also study in series, in which organic acids were produced in air-lift reactor and solubilization occurred in conical bench reactor. Variables such as volumetric air flow, temperature, recycle of the reaction medium, inoculum concentration, glucose and phosphate rock concentrate were optimized in air-lift reactor. It was studied further rotary reactor using sugarcane bagasse as support for Trichoderma harzianum growth evaluating the ratio mass of biomass/volume of liquid synthetic medium and wet aeration. In air-lift reactor at 28 ± 3 ° C with aeration of 0.5 VVM, recycle of the reaction medium to 200 ml/min, initial cell concentration of 3.7 g/L phosphate rock concentrate 5 g/L and glucose is restored to 10 g/L was obtained on fourth day of operation a phosphorus solubilization equal to 40.47%. The continuous process of phosphorus solubilization on conic bench reactors solubilized 43.43% of the total phosphorus adding inoculum with an initial concentration of 3.1 g/L glucose and phosphate rock concentrate at 5 g/L to the reaction medium produced in fourth day of air-lift reactor operation containing concentrate rock phosphate. In the batch process consisting of the production of organic acids in air-lift reactor followed by phosphorous solubilising process on conic bench reactors, 34.88% of the total phosphorus was provided on the third day the process employing glucose and phosphate rock concentrate at 10 and 5 g/L, respectively. Finally in rotary reactors were obtained maximum values of solubilization and production of organic acids equal to 37.83% and 8.59 μ.mol/ml, respectively, for the relation of 39.53 g of cane bagasse/50 ml of liquid selective synthetic medium (glucose and phosphate rock concentrate at 5g/L). By employing wet aeration the biossolubilization process in rotating reactors by Trichoderma harzianum the maximum solubilization equal to 48.16% was found using volumetric flow of compressed air of 8.06 VVM, maintaining the humidity at 14.58% ± 0.3. By analyzing the process time and the maximum percentage of phosphorus biossolubilization reached the best results were achieved in the reactor rotating drum type.
id UFU_a4a0474d2fbb0711aeeee68f1824bc3b
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/17923
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatoresEngenharia químicaFósforoSolubilizaçãoFungos - BiotecnologiaConcentrado de rocha fosfáticaBiossolubilizaçãoTrichoderma harzianumPhosphate rock concentrateBiosolubilizationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThe availability of nutrients for plants is a decisive factor for their development and growth. Phosphorus is one of the most important nutrients for the agricultural crops being a limiting factor for plant growth by influencing the supply of energy needed for metabolic processes. One of the main problems related to nutrient absorption by the plants is due to the fact that a large portion soluble inorganic phosphate applied to the soil as compost, is rapidly immobilized in the forms of insoluble phosphate. One approach to minimizing this problem is the use of microorganisms, especially some species of fungus effective for phosphorus release by the production of acids, mineralization or phosphatase production. This work aimed to study the phosphorus biosolubilization from phosphate rock concentrate of Trichoderma harzianum on different configurations of reactors. Through quantitative classification evaluated the solubilization capacity of 16 fungal isolates previously collected and later the influence of the glucose concentration, rock phosphate concentrate and inoculum in liquid selective synthetic medium in conical bench reactors. It was also studied the biosolubilization process in air-lift reactor containing phosphate rock concentrate continuing the process in conical bench reactors. The process was also study in series, in which organic acids were produced in air-lift reactor and solubilization occurred in conical bench reactor. Variables such as volumetric air flow, temperature, recycle of the reaction medium, inoculum concentration, glucose and phosphate rock concentrate were optimized in air-lift reactor. It was studied further rotary reactor using sugarcane bagasse as support for Trichoderma harzianum growth evaluating the ratio mass of biomass/volume of liquid synthetic medium and wet aeration. In air-lift reactor at 28 ± 3 ° C with aeration of 0.5 VVM, recycle of the reaction medium to 200 ml/min, initial cell concentration of 3.7 g/L phosphate rock concentrate 5 g/L and glucose is restored to 10 g/L was obtained on fourth day of operation a phosphorus solubilization equal to 40.47%. The continuous process of phosphorus solubilization on conic bench reactors solubilized 43.43% of the total phosphorus adding inoculum with an initial concentration of 3.1 g/L glucose and phosphate rock concentrate at 5 g/L to the reaction medium produced in fourth day of air-lift reactor operation containing concentrate rock phosphate. In the batch process consisting of the production of organic acids in air-lift reactor followed by phosphorous solubilising process on conic bench reactors, 34.88% of the total phosphorus was provided on the third day the process employing glucose and phosphate rock concentrate at 10 and 5 g/L, respectively. Finally in rotary reactors were obtained maximum values of solubilization and production of organic acids equal to 37.83% and 8.59 μ.mol/ml, respectively, for the relation of 39.53 g of cane bagasse/50 ml of liquid selective synthetic medium (glucose and phosphate rock concentrate at 5g/L). By employing wet aeration the biossolubilization process in rotating reactors by Trichoderma harzianum the maximum solubilization equal to 48.16% was found using volumetric flow of compressed air of 8.06 VVM, maintaining the humidity at 14.58% ± 0.3. By analyzing the process time and the maximum percentage of phosphorus biossolubilization reached the best results were achieved in the reactor rotating drum type.Tese (Doutorado)A disponibilidade de nutrientes para as plantas é um fator determinante para o seu desenvolvimento e crescimento. O fósforo é um dos nutrientes mais importantes para a cultura agrícola sendo um fator limitante ao crescimento vegetal por influenciar o fornecimento de energia necessária para os processos metabólicos. Um dos principais problemas relativos à absorção deste nutriente pelas plantas se deve ao fato de uma grande porção de fosfato inorgânico solúvel, aplicado ao solo como adubo químico, ser rapidamente imobilizado nas formas de fosfato insolúvel. Uma das alternativas para amenizar esse problema é a utilização de microrganismos, especialmente algumas espécies de fungos, eficazes na liberação de fósforo por meio de produção de ácidos, mineralização ou produção de fosfatase. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar a biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum diante de diferentes configurações de reatores. Através da classificação quantitativa avaliou-se a capacidade de solubilização de 16 isolados fúngicos previamente coletados e posterior influência da concentração de glicose, concentrado de rocha fosfática e inóculo em meio sintético seletivo líquido em reatores cônicos de bancada. Estudou-se ainda o processo de biossolubilização em reator air-lift contendo concentrado de rocha fosfática continuando o processo em reatores cônicos de bancada. O processo também foi estudo em série, em que ácidos orgânicos foram produzidos em reator air-lift e solubilização ocorreu em reatores cônicos de bancada. Variáveis como vazão volumétrica de ar, temperatura, reciclo do meio reacional, concentração de inóculo, glicose e concentrado de rocha fosfática foram otimizadas em reator air-lift. Estudou-se ainda reator tipo rotativo empregando bagaço de cana de açúcar como suporte para o crescimento do Trichoderma harzianum avaliando-se a relação massa de biomassa/volume de meio sintético líquido e aeração úmida. Em reator air-lift a 28 ± 3°C, com aeração igual a 0,5 VVM, reciclo do meio reacional a 200 mL/min, concentração celular inicial igual a 3,7 g/L, concentrado de rocha fosfática a 5 g/L e glicose sendo reposta a 10 g/L, obteve-se no quarto dia de operação uma solubilização de fósforo igual a 40,47%. O processo contínuo de solubilização de fósforo em reatores cônicos de bancada solubilizou 43,43% do fósforo total ao adicionar inóculo com concentração inicial de 3,1 g/L, glicose e Concentrado de rocha fosfáticaa 5 g/L ao meio reacional produzido no quarto dia de operação do reator air-lift contendo conecentrado fosfático. No processo em série constituído pela produção de ácidos orgânicos em reator air-lift seguido pelo processo de solubilização de fósforo em reatores cônicos de bancada, 34,88% do fósforo total foi disponibilizado no terceiro dia de processo ao empregar glicose e concentrado de rocha fosfática a 10 e 5 g/L, respectivamente. Finalmente em reatores rotativos obtiveram-se valores máximos de solubilização e produção de ácidos orgânicos iguais a 37,83% e 8,59 µ.mol/mL, respectivamente, para a relação de 39,53 g de bagaço de cana de açúcar/50 mL de meio reacional líquido (glicose e concentrado de rocha fosfática a 5g/L). Ao empregar aeração úmida no processo de biossolubilização em reatores rotativos por Trichoderma harzianum a máxima solubilização igual a 48,16% foi encontrada empregando a vazão volumétrica de ar comprimido igual a 8,06 VVM, mantendo-se a umidade em 14,58 % ± 0,3. Ao analisar o tempo de processo e a máxima percentagem de biossolubilização de fósforo atingida os melhores resultados foram alcançados em reator do tipo tambor rotativo.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaRibeiro, Elóizio Júliohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721952Y1Cardoso, Vicelma Luizhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787074J7Resende, Miriam Maria dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703538D3Melo, Claudia Maria Tomáshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4750296E0Contiero, Jonashttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783865H6Ferreira, Juliana de Souzahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769290P1Cabral, Bruna Vieira2017-01-27T11:34:06Z2017-01-27T11:34:06Z2016-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCABRAL, Bruna Vieira. Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores. 2016. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17923http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2020-09-18T21:26:44Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/17923Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-09-18T21:26:44Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
title Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
spellingShingle Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
Cabral, Bruna Vieira
Engenharia química
Fósforo
Solubilização
Fungos - Biotecnologia
Concentrado de rocha fosfática
Biossolubilização
Trichoderma harzianum
Phosphate rock concentrate
Biosolubilization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
title_full Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
title_fullStr Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
title_full_unstemmed Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
title_sort Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores
author Cabral, Bruna Vieira
author_facet Cabral, Bruna Vieira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ribeiro, Elóizio Júlio
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721952Y1
Cardoso, Vicelma Luiz
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787074J7
Resende, Miriam Maria de
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4703538D3
Melo, Claudia Maria Tomás
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4750296E0
Contiero, Jonas
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783865H6
Ferreira, Juliana de Souza
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769290P1
dc.contributor.author.fl_str_mv Cabral, Bruna Vieira
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia química
Fósforo
Solubilização
Fungos - Biotecnologia
Concentrado de rocha fosfática
Biossolubilização
Trichoderma harzianum
Phosphate rock concentrate
Biosolubilization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
topic Engenharia química
Fósforo
Solubilização
Fungos - Biotecnologia
Concentrado de rocha fosfática
Biossolubilização
Trichoderma harzianum
Phosphate rock concentrate
Biosolubilization
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description The availability of nutrients for plants is a decisive factor for their development and growth. Phosphorus is one of the most important nutrients for the agricultural crops being a limiting factor for plant growth by influencing the supply of energy needed for metabolic processes. One of the main problems related to nutrient absorption by the plants is due to the fact that a large portion soluble inorganic phosphate applied to the soil as compost, is rapidly immobilized in the forms of insoluble phosphate. One approach to minimizing this problem is the use of microorganisms, especially some species of fungus effective for phosphorus release by the production of acids, mineralization or phosphatase production. This work aimed to study the phosphorus biosolubilization from phosphate rock concentrate of Trichoderma harzianum on different configurations of reactors. Through quantitative classification evaluated the solubilization capacity of 16 fungal isolates previously collected and later the influence of the glucose concentration, rock phosphate concentrate and inoculum in liquid selective synthetic medium in conical bench reactors. It was also studied the biosolubilization process in air-lift reactor containing phosphate rock concentrate continuing the process in conical bench reactors. The process was also study in series, in which organic acids were produced in air-lift reactor and solubilization occurred in conical bench reactor. Variables such as volumetric air flow, temperature, recycle of the reaction medium, inoculum concentration, glucose and phosphate rock concentrate were optimized in air-lift reactor. It was studied further rotary reactor using sugarcane bagasse as support for Trichoderma harzianum growth evaluating the ratio mass of biomass/volume of liquid synthetic medium and wet aeration. In air-lift reactor at 28 ± 3 ° C with aeration of 0.5 VVM, recycle of the reaction medium to 200 ml/min, initial cell concentration of 3.7 g/L phosphate rock concentrate 5 g/L and glucose is restored to 10 g/L was obtained on fourth day of operation a phosphorus solubilization equal to 40.47%. The continuous process of phosphorus solubilization on conic bench reactors solubilized 43.43% of the total phosphorus adding inoculum with an initial concentration of 3.1 g/L glucose and phosphate rock concentrate at 5 g/L to the reaction medium produced in fourth day of air-lift reactor operation containing concentrate rock phosphate. In the batch process consisting of the production of organic acids in air-lift reactor followed by phosphorous solubilising process on conic bench reactors, 34.88% of the total phosphorus was provided on the third day the process employing glucose and phosphate rock concentrate at 10 and 5 g/L, respectively. Finally in rotary reactors were obtained maximum values of solubilization and production of organic acids equal to 37.83% and 8.59 μ.mol/ml, respectively, for the relation of 39.53 g of cane bagasse/50 ml of liquid selective synthetic medium (glucose and phosphate rock concentrate at 5g/L). By employing wet aeration the biossolubilization process in rotating reactors by Trichoderma harzianum the maximum solubilization equal to 48.16% was found using volumetric flow of compressed air of 8.06 VVM, maintaining the humidity at 14.58% ± 0.3. By analyzing the process time and the maximum percentage of phosphorus biossolubilization reached the best results were achieved in the reactor rotating drum type.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-11-22
2017-01-27T11:34:06Z
2017-01-27T11:34:06Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CABRAL, Bruna Vieira. Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores. 2016. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17923
http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146
identifier_str_mv CABRAL, Bruna Vieira. Biossolubilização de fósforo proveniente de concentrado de rocha fosfática por Trichoderma harzianum em diferentes biorreatores. 2016. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17923
http://doi.org/10.14393/ufu.te.2016.146
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.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1827843473194090496