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Author: Nascimento, Rodrigo Carvalho do
Advisor: Brasil, Prof. Dr. Bruno dos Santos Alves Figueiredo
Title: Cultivo de microalgas em fotobiorreatores de placas planas para a produção de biomassa e biorremediação de efluente da agroindústria de óleo de palma
Keywords: Microalgas;Fotobiorreatores;Biomassa;Biorremediação
Issue Date: 16-Sep-2016
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
Program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB
Citation: NASCIMENTO, Rodrigo Carvalho do. Cultivo de microalgas em fotobiorreatores de placas planas para a produção de biomassa e biorremediação de efluente da agroindústria de óleo de palma. 2016.55f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Gurupi, 2016.
Resumo: Atualmente a produção brasileira de óleo de palma ultrapassa 300 mil toneladas por ano e está em expansão. O palm oil mill efluent (POME) é o principal efluente líquido gerado pela indústria do óleo de palma. Para cada tonelada de óleo são necessários de 5 a 7,5 toneladas de água e cerca de 50% deste volume termina como efluente. Convencionalmente, o POME é tratado em lagoas de estabilização, que consistem de uma série de tanques aeróbios e anaeróbios que podem necessitar de até 100 dias para o tratamento. A utilização de microalgas para o tratamento de águas residuais constitui em um processo biológico de baixo custo capaz de acelerar a remoção de compostos inorgânicos, principalmente nitrogênio e fósforo. Além disso, é possível aproveitar a biomassa algal produzida, rica em moléculas de valor comercial, para produção de energia, ração animal e pigmentos. Deste modo, neste trabalho foi avaliada a capacidade de biorremediação e produção de biomassa em efluente de lagoa de estabilização de POME (ELE-POME) das cepas de microalgas Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA 40 e Tetranephris sp. Embrapa|LBA 52 pertencentes à coleção de microrganismos e microalgas aplicados à Agroenergia e Biorrefinarias da Embrapa. As microalgas foram cultivadas em fotobiorreatores air lift de placas planas com capacidade de 15L, utilizando iluminação artificial em ciclos de 12h/12h claro/escuro e suplementação com CO2. Foram realizadas bateladas independentes de cultivo durante 5, 10 e 15 dias, utilizando como meios de cultivo ELE-POME e BBM (meio sintético controle). Os três períodos foram escolhidos de modo a ser avaliada a influência do tempo de cultivo na taxa de crescimento celular e na remoção dos nutrientes do meio. Com base nos resultados descritos neste trabalho, é possível concluir que o ELE-POME pode ser utilizado como meio de cultura para a produção de biomassa das microalgas C. biconvexa Embrapa|LBA40 e Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 sem necessidade de suplementação de nutrientes. O período de 5 dias em BBM foi o que apresentou melhores resultados de produtividade de biomassa sendo 286,87 mgL-1dia-1 para Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 e 164,67mgL-1dia-1 Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40. Com relação à biorremediação do efluente, os ensaios mostraram que há remoção significativa de nitrogênio e fósforo, ≥60% e ≥90% respectivamente, principalmente durante a fase de crescimento exponencial das células, período que coincide a máxima produtividade de biomassa algal. Estes resultados são importantes, pois aumentam a viabilidade técnico-econômica da integração do cultivo algal à cadeia de palma-de-óleo em um contexto de biorrefinaria.
Abstract: Currently the Brazilian production of palm oil exceeds 300,000 tons per year and it is expanding. The palm oil mill efluent (POME) is the main liquid effluent generated by the palm oil industry. For each ton of oil are needed from 5 to 7.5 tonnes of water and about 50% of this volume ends up as effluent. Conventionally, POME is treated in stabilization ponds, consisting of a series of anaerobic and aerobic tanks that may require up to 100 days for treatment. The use of microalgae for wastewater treatment is a biological low-cost process, which is capable to accelerate the removal of inorganic compounds, especially nitrogen and phosphorus. Furthermore, it is possible to use algal biomass produced (rich in commercially valuable molecules) for energy production, animal feed and pigments, for example. Thus, this study evaluated the bioremediation capacity and biomass production in effluent POME stabilization pond (ELE-POME) of microalgae strains Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA 40 and Tetranephris sp. Embrapa |LBA 52 from the microorganisms and microalgae collection applied to Agroenergia e Biorrefinarias of Embrapa Agroenergia. Microalgae were cultivated in photobioreactors air lift flat plates with 15L capacity, using artificial lighting in cycles of 12 h/12 h light/dark and supplemental CO2. Independent batch cultivation were performed for 5, 10 and 15 days using as culture mediums ELE-POME and BBM (synthetic control medium). The three times were chosen in order to evaluate the influence of the cultivation time on cell growth rate and on the medium nutrient removal. Based on the results described in this work, we conclude that the ELE-POME can be used as a culture medium for the production of microalgae biomass of C. biconvexa Embrapa|LBA40 and Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 without supplementation. The time of 5 days in BBM presented the best biomass productivity results 286.87 mgL-1day-1 to Tetranephris sp. Embrapa | LBA 52 and 164,67mgL-1day-1 Chlamydomonas biconvexa Embrapa | LBA 40. Regarding the bioremediation of wastewater, the tests showed that there is significant removal of nitrogen and phosphorus, ≥60% and ≥90%, respectively, mainly during the exponential growth phase of the cells, a period that coincides with the maximum productivity of algal biomass. These results are important because they increase the technical and economic feasibility of the integration of algal cultivation to the chain of palm oil in a context of biorefinery.
URI: http://hdl.handle.net/11612/304
Appears in Collections:Mestrado em Biotecnologia

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