UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE...

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

GABRIEL COSTA BLANCO

Teste da viabilidade da utilização do efluente da Escola de Engenharia de

Lorena para cultivo da microalga Chlorella vulgaris em reator batelada

visando o acúmulo de lipídeos e o tratamento da água.

Lorena

2017

GABRIEL COSTA BLANCO

Teste da viabilidade da utilização do efluente da Escola de Engenharia de

Lorena para cultivo da microalga Chlorella vulgaris em reator batelada para

produção de biocombustível e tratamento da água

Monografia apresentada à Escola de

Engenharia de Lorena - Universidade de

São Paulo como requisito parcial para

conclusão da Graduação do curso de

Engenharia Ambiental.

Orientador: Profa. Dra. Daniela Helena

Pelegrine Guimarães

Lorena

2017

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE

Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Blanco, Gabriel Costa Teste da viabilidade da utilização do efluente daEscola de Engenharia de Lorena para cultivo damicroalga Chlorella vulgaris em reator bateladavisando o acúmulo de lipídeos e o tratamento da água/ Gabriel Costa Blanco; orientadora Daniela HelenaPelegrine Guimarães. - Lorena, 2017. 49 p.

Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaAmbiental - Escola de Engenharia de Lorena daUniversidade de São Paulo. 2017Orientadora: Daniela Helena Pelegrine Guimarães

1. Microalgas. 2. Chlorella vulgaris. 3.Biocombustível. 4. Tratamento de água. I. Título. II.Guimarães, Daniela Helena Pelegrine, orient.

AGRADECIMENTOS

À minha família, obrigado pelo apoio e incentivo na concretização desse

sonho.

À Profa. Dra. Daniela Helena Pelegrine Guimarães, pela orientação, apoio e

empenho na execução desse trabalho.

Ao Prof. Gerônimo Tagliaferro, pelo auxílio e suporte no laboratório durante

execução da parte experimental desse trabalho.

À todas as amizades que criei durante a graduação, a República Balako e

aos docentes que atuaram na minha formação, por cada momento compartilhado

e por me apoiarem independentemente da situação.

“A mente que se abre a uma nova ideia,

jamais voltará ao seu tamanho original.”

Albert Einstein

RESUMO

BLANCO, G. C. Teste da viabilidade da utilização do efluente da Escola de

Engenharia de Lorena para cultivo da microalga Chlorella vulgaris em reator

batelada para produção de biocombustível e tratamento da água. 2017. 49 p.

Monografia (Graduação em Engenharia Ambiental) – Escola de Engenharia de

Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2017.

A sociedade vem se conscientizando da necessidade de aliar o crescimento

econômico com as condições ambientais. Diversos estudos estão sendo realizados

para o desenvolvimento de medidas sustentáveis para a produção de energia. Diante

disso, novas matérias primas têm sido testadas. As microalgas têm se mostrado como

uma alternativa ambiental adequada, pois além de acumularem lipídeos, capturam o

CO2 presente na atmosfera e absorvem contaminantes presentes nos meios

aquáticos. O presente projeto utilizou a microalga Chlorella vulgaris, cultivada no

efluente da Escola de Engenharia de Lorena em reator batelada para avaliar o

melhoramento da qualidade da água após o cultivo e a viabilidade da extração de

lipídeos para a produção de biocombustível. Os testes foram realizados com efluentes

coletados em 3 dias diferentes devido a variação da sua concentração ao longo da

semana. A Chlorella vulgaris apresentou uma boa adaptação aos efluentes,

chegando a atingir densidade celular máxima de 1,915.107 células/mL e

concentração de biomassa seca de 1,74 g/L. Obteve-se concentrações de lipídeos

por grama de biomassa seca satisfatórias variando entre 0,095 mg/g e 0,164 mg/g

dependendo da concentração do efluente. Além disso promoveu taxas de remoção

de nitrato entre 54% e 78,74%, e redução da DQO entre 17,73% e 36,13%. O cultivo

da microalga Chlorella vulgaris em efluentes se mostrou uma boa alternativa para

promover o acumulo de lipídeos sem gastos com a compra de insumos e também

para o melhoramento da qualidade da água.

Palavras chaves: Microalgas. Chlorella vulgaris. Biocombustível. Tratamento de

água.

ABSTRACT

BLANCO, G. C. Viability test of the effluent from the School of Engineering of

Lorena for cultivation of the microalga Chlorella vulgaris in a batch reactor for

the production of biofuel and water treatment. 2017. 49 p. Monograph

(Graduação em Engenharia Ambiental) – Escola de Engenharia de Lorena,

Universidade de São Paulo, Lorena, 2017.

Society has become aware of the need to combine economic growth with

environmental conditions. Several studies are being carried out to develop

sustainable measures for energy production. In view of this, new raw materials have

been tested. Microalgae have been shown to be an adequate environmental

alternative because, in addition to accumulating lipids, they capture CO2 present in

the atmosphere and absorb contaminants present in aquatic environments. This

project uses the microalga of the species Chlorella vulgaris, grown in the effluent of

the Lorena School of Engineering in a batch reactor to evaluate the quality of water

after cultivation and the viability of lipid extraction for the production of biofuels. The

tests were carried out with effluents collected on 3 different days due to the variation

of their concentration during the week. Chlorella vulgaris presented a good

adaptation to the university effluent, reaching a maximum cell density of 1,915 . 107

cells/mL and a dry biomass concentration of 1.74 g/L. It obtained satisfactory

concentrations of lipids per gram of biomass ranging from 0,095 mg/g to 0,164 mg/g

depending on the concentration of the effluent. In addition it promotes nitrate

removal rates between 54% and 78.74%, and COD reduction between 17.73% and

36.13%. The cultivation of the microalgae Chlorella vulgaris in effluents proved to

be a good alternative to promote the accumulation of lipids without expenses with

the purchase of reagents and the improvement of water quality.

Palavras chaves: Microalgae. Chlorella vulgaris. Biofuel. Water treatment.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Chlorella vulgaris ........................................................................................... 20

Figura 2 – Autodepuração de um curso d'água .......................................................... 25

Figura 3 – Estação de tratamento de efluentes .......................................................... 27

Figura 4 – Efluente da Escola de Engenharia de Lorena .......................................... 28

Figura 5 – Cepário ........................................................................................................... 28

Figura 6 – Cultivo da microalga Chlorella vulgaris em meio contendo efluente em

fotobiorreator batelada .................................................................................................... 30

Figura 7 – Floculação da biomassa após a etapa de cultivo no reator ................... 31

Figura 8 – a) biomassa seca e filtrada; b) biomassa moída ..................................... 32

Figura 9 – Homogeneização da mistura através de ultrassom ................................ 32

Figura 10 – Sistema bifásico composto de clorofórmio, lipídeos, água e metanol 33

Figura 11 – a) extração dos lipídeos; b) lipídeos extraídos....................................... 33

Figura 12 – Espectrofotômetro Jenway 7305 .............................................................. 34

Figura 13 – Curva analítica de DQO ............................................................................. 36

Figura 14 – Curva analítica do nitrato ........................................................................... 37

Figura 15 – Curva de crescimento Chlorella vulgaris nos efluentes........................ 37

Figura 16 – Curva analítica de crescimento da biomassa da microalga Chlorella

vulgaris ............................................................................................................................... 38

Figura 17 – Concentração de biomassa nos cultivos contendo efluentes. ............ 39

Figura 18 – Perfil de consumo de nitrato ..................................................................... 40

Figura 19 – Comparação da densidade celular com o padrão BBM ....................... 41

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Quantidade de lipídeos em biomassa seca, produzidos em média

conforme cada espécie de alga ..................................................................................... 21

Tabela 2 – Composição do Meio Bold Basal (BBM) .................................................. 29

Tabela 3 – Caracterização dos parâmetros DQO e nitrato das amostras de efluente

na entrada do reator ........................................................................................................ 36

Tabela 4 – Concentração de biomassa seca acumulada.......................................... 41

Tabela 5 – Concentração de lipídeos extraído e razão lipídeos por grama de biomassa

seca .................................................................................................................................... 41

Tabela 6 – Caracterização das amostras de efluente na saída do reator .............. 42

Tabela 7 – Produtividade de biomassa dos cultivos utilizando efluentes ............... 43

Tabela 8 – Produtividade de lipídeos dos cultivos utilizando efluentes .................. 43

LISTA DE ABREVIATURAS

BBM Meio Bold Basal

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

DQO Demanda Química de Oxigênio

OD Oxigênio Dissolvido

N-NH3 Nitrogênio Amoniacal

N-org Nitrogênio Orgânico

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 17

1.1 Justificativa ............................................................................................................... 18

1.2 Objetivo geral ........................................................................................................... 18

1.3 Objetivos específicos ............................................................................................. 18

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................................................................... 19

2.1 Algas ........................................................................................................................... 19

2.2 Chlorella vulgaris .................................................................................................... 20

2.3 Uso de efluentes como meio de cultivo ............................................................ 21

2.4 Biocombustível ........................................................................................................ 22

2.5 Controle do processo............................................................................................. 24

2.5.1 Demanda Química de Oxigênio (DQO) .............................................................. 24

2.5.2 Concentração de nitrato ........................................................................................ 24

2.5.3 Contagem de células ............................................................................................. 26

2.5.4 Extração de lipídeos .............................................................................................. 26

3 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................... 27

3.1 Microalgas ................................................................................................................. 27

3.2 Caracterização da ETE........................................................................................... 27

3.3 Inóculo........................................................................................................................ 28

3.4 Fotobiorreator batelada ......................................................................................... 29

3.5 Contagem celular .................................................................................................... 30

3.6 Floculação ................................................................................................................. 31

3.7 Extração dos lipídeos pelo método Bligh-Dyer modificado ........................ 32

3.8 Caracterização do efluente ................................................................................... 34

3.8.1 Nitrato ....................................................................................................................... 34

3.8.2 DQO ......................................................................................................................... 35

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................. 36

4.1 Caracterização do efluente na entrada do reator ........................................... 36

4.2 Densidade celular (número de células) ............................................................. 37

4.3 Curva de crescimento (massa seca) .................................................................. 38

4.4 Perfil de consumo de nitrato ................................................................................ 39

4.5 Comparação da densidade celular e da biomassa resultante dos cultivos

empregando efluente e somente na presença do padrão BBM ........................ 40

4.6 Comparação da concentração de lipídeos com o padrão BBM ................. 41

4.7 Caracterização do efluente na saída do reator ............................................... 42

4.8 Produtividade da biomassa e dos lipídeos ...................................................... 43

5 CONCLUSÃO ............................................................................................................... 44

6 TRABALHOS FUTUROS............................................................................................ 45

REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 46

17

1 INTRODUÇÃO

Devido ao crescimento populacional e industrial acelerado nos últimos anos,

os recursos naturais foram extremamente explorados sem avaliar os impactos

provocados ao meio ambiente. Atualmente a maior parte da demanda energética

mundial é suprida pela utilização de combustíveis fósseis (REN21, 2015). Com o

passar do tempo, analisando os cenários, criou-se a necessidade da geração de

energia por fontes renováveis, como a produção de biocombustíveis. Um método

que tem sido bastante estudado pelos pesquisadores é a produção de lipídeos por

microalgas, em que os lipídeos acumulados são extraídos e convertidos a biodiesel

via transesterificação (KNOTHE et al., 2006).

Um dos principais desafios é a elaboração de reatores que sejam

economicamente viáveis e possibilitem o cultivo das microalgas em larga escala. O

alto custo para a construção e operação de fotobiorreatores aliado a necessidade

de grandes quantidades de nutrientes limitam a utilização comercial. Nesse

contexto visando à redução dos custos diversos tipos de efluentes têm sido

testados como fontes de água e nutrientes para o cultivo (LAM et al., 2017).

Além da capacidade de geração energética, as microalgas possuem

capacidade de absorção e remoção de contaminantes presentes na água

(VIDOTTI; ROLLEMBERG, 2004). Esse trabalho visou avaliar a viabilidade de

integrar a geração de biocombustíveis com o tratamento de água através do cultivo

da espécie Chlorella vulgaris no efluente da Escola de Engenharia de Lorena.

O tratamento da água é outra questão ambiental que vem se destacando,

uma vez que para o desenvolvimento de diversas atividades humanas utiliza-se a

água. É um recurso renovável, ainda presente em grande quantidade no planeta,

com uma ampla variedade de aplicações, fácil obtenção e custo consideravelmente

baixo (MIHELCIC; ZIMMERMAN, 2012). Apesar da abundância deve ser utilizado

de maneira consciente para garantir a preservação dos ecossistemas. As

tecnologias de tratamento de água evoluíram consideravelmente, podendo-se dizer

que qualquer água pode ser tratada e destinada ao consumo embora custos e

riscos envolvidos possam ser extremamente elevados (DI BERNARDO; DANTAS,

2005).

18

1.1 Justificativa

Com o visível esgotamento dos recursos disponíveis no planeta, novas

formas de geração de energia vêm sendo desenvolvidas na tentativa de minimizar

os impactos provocados pelos meios de geração energética tradicionais. Esse

estudo teve como finalidade avaliar a viabilidade de se realizar o cultivo de

microalgas da espécie Chlorella vulgaris em reator batelada no efluente gerado pela

universidade visando à melhoria da qualidade da água e a produção de

biocombustíveis através dos lipídeos acumulados pelas algas. Os ensaios foram

realizados no Laboratório de Engenharia de Microalgas do Departamento de

Engenharia Química da Escola de Engenharia de Lorena.

1.2 Objetivo geral

Testar a viabilidade do cultivo da microalga Chlorella vulgaris, no efluente

gerado pela estação de tratamento de esgoto da Escola de Engenharia de Lorena.

Avaliar a razão de óleo/biomassa desta espécie cultivada nesse meio e o

melhoramento da qualidade da água residual após o cultivo.

1.3 Objetivos específicos

Avaliação do crescimento da microalga Chlorella vulgaris no efluente da

estação de tratamento de esgoto da Escola de Engenharia de Lorena;

Construção de um fotobiorreator batelada visando o aproveitamento da

água residual;

Determinação da razão óleo/biomassa no fotobiorreator batelada;

Avaliação da concentração de nitrato e da DQO na saída do fotobiorreator

batelada.

19

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Algas

As algas constituem um grupo de organismos eucariontes que possuem

clorofila, hábitos aquáticos, além de serem fotossintetizantes e talófitos. Podem ser

encontradas em diferentes formas unicelulares, pluricelulares, coloniais e

cenocíticas (OLAIZOLA, 2003). Possuem crescimento equilibrado de acordo com

as condições do meio, como a temperatura e a quantidade de nutrientes disponíveis

(TREVISAN et al., 2014). Consequentemente quando ocorre alguma mudança

brusca nas condições do meio, o crescimento das algas fica desordenado

provocando efeitos como a eutrofização do ecossistema

São divididas de acordo com a morfologia, sendo classificadas em

microalgas e macroalgas. Microalgas muitas vezes são unicelulares, com

dimensões microscópicas, e as macroalgas, são algas que apresentam múltiplas

células e dimensões macroscópicas (FOGAÇA, 2014). Nesse trabalho foram

utilizadas microalgas da espécie Chlorella vulgaris.

As microalgas por meio de fotossíntese convertem água, dióxido de carbono

e luz em oxigênio e biomassa (COSTA; MORAIS, 2011), sendo a energia

armazenada na forma de óleo, carboidrato e proteína (DEMIRBAS, 2011), podendo

algumas espécies apresentar elevado teor de lipídeos em sua massa seca (CAI;

PARK; LI, 2013).

Microalgas são resistentes tendo condições de se desenvolver em

temperaturas e pH variados, se adaptam com facilidade a diferentes condições do

meio como água doce, salgada e salobra. A simplicidade na estrutura desses

organismos permite um crescimento acelerado, despertando o interesse dos

pesquisadores em desenvolver aplicações biotecnológicas (BAICHA et al., 2016).

Existem inúmeros tipos de espécies de algas, cada espécie reage de uma

maneira diferente. Essas diferenças podem ser compreendidas por meio do exame

de características especificas dos organismos, que avalia funções como sua

capacidade de adquirir nutrientes em diferentes formas químicas, sua amplitude de

deslocamento pela coluna d’água ou mesmo diferenças na capacidade de absorver

luz (VIDOTTI; ROLLEMBERG, 2004).

20

A análise das respostas das espécies geralmente necessita da realização de

experimentos controlados, onde cada espécie estudada deve ser na maioria dos

casos separados das demais. Tais experimentos originam em cultivos de

microalgas. Recebe essa definição de cultivo populações de organismos, que tem

a capacidade de sobreviver em condições artificiais e controladas de

desenvolvimento, com diferentes objetivos, desde a manutenção dos organismos

vivos até o aproveitamento financeiro da biomassa extraída (LOURENÇO, 2006).

2.2 Chlorella vulgaris

A espécie Chlorella vulgaris é uma célula microscópica esférica com 2 a 10

μm de diâmetro, possui parede celular resistente e elementos estruturais

semelhantes às plantas. É composta por proteínas, lipídeos, carboidratos,

vitaminas e minerais (SAFIA et al., 2014). A Figura 1 apresenta a Chlorella vulgaris.

Figura 1 – Chlorella vulgaris

Fonte: Lúcio (2014).

Esta microalga tem uma taxa de crescimento rápida (ROGERS, 2011).

Realiza reprodução assexuada, na qual cada célula haplóide divide-se

mitoticamente duas ou três vezes para originar quatro ou oito células não-móveis

(RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2007). Ideal para a produção pelo fato de ser

extremamente resistente há condições adversas e contaminantes, além disso não

necessita de grandes quantidades de nutrientes e possui uma alta produtividade de

biomassa (YEH; CHANG, 2012). Pode ser cultivada em meios autotróficos,

heterotróficos e mixotróficos (BAICHA et al., 2016).

21

A Chlorella vulgaris apresenta diversos tipos de aplicações como a produção

de biocombustível através da extração dos lipídeos, nutrição humana, alimentação

animal, tratamento de efluentes e produção de biofertilizantes (SAFIA et al., 2014).

Na Tabela 1 é possível observar a quantidade de lipídeos produzidos em média por

cada espécie.

Tabela 1 – Quantidade de lipídeos em biomassa seca, produzidos em média conforme cada espécie de alga

Algas Lipídeos em g/g de

biomassa

Chlorella pyrenoidosa 0,37

Chlorella vulgaris 0,40

Dunaliella salina 0,47

Monalanthus salina 0,70

Neochloris oleoabundans 0,35-0,54

Ochromonas danica 0,39-0,71

Scenedesmus dimorphus 0,16-0,40

Scedesmus obliquus 0,49

Fonte: Aquarone et al. (2001).

2.3 Uso de efluentes como meio de cultivo

Cada efluente irá apresentar características físicas e químicas diferentes de

acordo com a operação, matéria-prima e atividades envolvidas nos processos (DI

BERNARDO; DANTAS, 2005). As águas residuárias, nesse caso esgotos

produzidos pela universidade, são compostas de matéria orgânica e inorgânica.

Possuem excrementos humanos sólidos e líquidos, restos de alimento, produtos de

limpeza e reagentes químicos utilizados nos laboratórios.

Segundo Von Sperling (1996) os principais constituintes orgânicos presentes

nos efluentes são: proteínas, açúcares, óleos e gorduras, microrganismos, sais

orgânicos e componentes dos produtos saneantes. Os principais constituintes

inorgânicos são sais formados de ânions (cloretos, sulfatos, nitratos, fosfatos) e

cátions (sódio, cálcio, potássio, ferro e magnésio).

Grandes investimentos têm sido feitos visando o tratamento de efluentes

através de processos biológicos. As microalgas têm chamado atenção dos

22

pesquisadores pela grande variedade de aplicações biotecnológicas envolvendo

tratamento de efluentes, devido a sua capacidade de retenção e imobilização de

metais (LAM et al., 2017).

Com o aumento da fiscalização, as empresas vêm buscando se enquadrar

aos parâmetros de lançamento de efluentes especificados segundo a Resolução

N° 357 do CONAMA, de 18 de março de 2005 (BRASIL, 2005).

2.4 Biocombustível

O biocombustível é biodegradável e os gases que são emitidos por esse

combustível são novamente capturados pelas microalgas diferentemente dos

combustíveis fosseis comumente utilizados pela maioria dos países (BAICHA et al.,

2016). Nesse trabalho será estudada a síntese de lipídeos por via microbiana,

voltada para produção de energia. As microalgas possuem óleo microbiano,

podendo assim gerar biocombustível. Essa técnica de obtenção de lipídeos para

geração de energia através de microalgas já é conhecida há algum tempo, os

estudos tem se intensificado devido a necessidade mundial de encontrar fontes de

energia renováveis. Essa é apenas uma das aplicações desse processo, a

biotecnologia de lipídeos, pode ser utilizada também para outros usos industriais,

como interesterificação e obtenção de esteróis (BAICHA et al., 2016).

Segundo Aquarone et al. (2001) a fração celular de maior importância de

determinadas algas depois das proteínas, são os lipídeos. Tanto o conteúdo quanto

a composição dessas substâncias, são de extrema importância na determinação

da qualidade de uma biomassa microbiana (AQUARONE et al., 2001).

Componentes do suco celular, os lipídeos podem ser sintetizados por

microrganismos, sejam procariotos ou eucariotos. Os procariotos são organismos

que não apresentam membrana ao redor do núcleo, esse grupo representa as

bactérias. No caso dos organismos eucariotos, são caracterizados por possuírem

núcleo definido e separado do citoplasma por uma carioteca. Nesse projeto serão

utilizadas algas da espécie Chlorella vulgaris que são organismos eucarióticos

(SAFIA et al., 2014).

Grande parte da produção dos lipídeos nas algas é encontrada como

componente da estrutura das membranas fotossintéticas, ou seja, a composição

lipídica das algas possui certa similaridade com a dos lipídeos de tecidos

23

fotossintéticos das plantas superiores. Como os lipídeos produzidos pelas algas

são caracterizados como lipídeos vegetais, é possível observar a importância da

fotossíntese na sua biossíntese nas algas cultivadas em fotoautotrofia (RAVEN;

EVERT; EICHHORN, 2007).

A diferença na biossíntese dos ácidos graxos realizada pelas algas ocorre

não apenas entre organismos taxonomicamente diferentes, mas também entre

grupos que compartilham semelhanças de uma mesma espécie. Ou seja, para a

biossíntese de lipídeos por microalgas, aparenta serem mais importantes as

condições adequadas de cultivos do que as espécies a que pertencem (BECKER,

1994).

Caso as microalgas sejam colocadas em condições diferentes do habitual,

como por exemplo, ao fornecer uma quantidade grande de luz e concentrações

baixas de nitrogênio, irá promover um acumulo de lipídeos de reserva. Em

situações que o meio apresenta concentrações elevadas de nitrogênio a formação

de lipídeos de reserva é baixa. Ou seja, o acúmulo de lipídeos está relacionado

com a concentração de carbono e nitrogênio presentes no meio, portanto as

condições de crescimento devem ser levadas em consideração (ZHU; RONG;

ZONG, 2013).

O óleo microbiano acumulado pelas algas pode ser convertido a

biocombustível via transesterificação (KNOTHE et al., 2006). Segundo Knothe et

al. (2006) a transesterificação nos gera produtos comumente chamados de

biodiesel, que são os ésteres alquilicos de óleos e gorduras. Os ésteres mais

utilizados nesse processo são os ésteres metílicos pelo fato do metanol ser o álcool

mais barato. O principal motivo para que óleos microbianos devam ser convertidos

em alquil e ésteres é a viscosidade cinemática. A alta viscosidade de óleos não

transesterificados provoca problemas operacionais nos motores como o acumulo

em diversas partes do motor. Apesar de alguns motores e sistemas de injeção

utilizarem os óleos vegetais não transesterificados, atualmente, os fabricantes tem

exigido combustíveis com viscosidade mais baixa que a dos óleos vegetais

(KNOTHE et al., 2006).

24

2.5 Controle do processo

Nesse trabalho os seguintes parâmetros serão analisados: DQO,

concentração de nitrato, contagem de células e porcentagem óleo/biomassa,

visando avaliar a qualidade da água após o cultivo, além do perfil de crescimento e

acúmulo de lipídeos pelas microalgas.

2.5.1 Demanda Química de Oxigênio (DQO)

Segundo a CETESB (2009), a demanda química de oxigênio é uma técnica

analítica utilizada para avaliar a quantidade de oxigênio que irá ser consumido para

oxidação química não apenas da matéria orgânica biodegradável, mas também das

substâncias recalcitrantes presente no meio. A oxidação nessa análise ocorre

através da adição do reagente químico Dicromato de Potássio(K2Cr2O7). O poder

de oxidação do reagente é maior que o poder de oxidação dos microrganismos, ou

seja, o valor da DQO será maior que a DBO.

Essa avaliação é fundamental para a caracterização físico-química de

efluentes industriais e esgotos sanitários. Esse parâmetro é ainda mais

representativo quando utilizado em conjunto com o valor da DBO, pois através da

razão entre esses resultados é possível determinarmos se o efluente é ou não

biodegradável, ou seja, com qual facilidade o efluente irá se degradar no meio

ambiente. Outro uso importante da DQO é auxiliar na determinação da diluição que

irá ser feita na DBO (CETESB, 2009).

2.5.2 Concentração de nitrato

Segundo a CETESB (2009), os compostos de nitrogênio são vitais para os

processos biológicos e classificados como macronutrientes, pois após o carbono,

são os elementos mais requisitados pelas células vivas. Quando descartado nos

ecossistemas aquáticos junto com o fósforo, provocam um enriquecimento

acelerado de nutrientes no meio, tornando-o eutrofizado, devido a proliferação

exagerada das algas.

O nitrogênio presente na atmosfera é incorporado por bactérias e algas

presentes nos corpos hídricos através de mecanismos como a biofixação, que

25

aderem o nitrogênio atmosférico em seus tecidos colaborando para o aumento do

nível de nitrogênio orgânico nas águas. Existe uma série de fontes de nitrogênio

nas águas naturais, uma das mais significativas é o descarte de esgotos sanitários,

esses tipos de efluentes possuem grandes concentrações de nitrogênio orgânico

(N-org) devido a presença de proteínas, e nitrogênio amoniacal (N-NH3), pela

hidrólise da uréia na água. Efluentes industriais também contribuem para o

aumento da concentração desses parâmetros nas águas (CETESB, 2009).

Esse elemento pode ser encontrado nas águas nas formas reduzidas de

nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal e nas formas oxidadas de nitrato e nitrito.

É possível visualizar as etapas de degradação da contaminação orgânica através

da relação entre as formas de nitrogênio nas zonas de autodepuração do rio. Na

Figura 2 é possível observar que predomina-se as presenças de nitrogênio orgânico

na zona de degradação, o nitrogênio amoniacal na zona de decomposição ativa, os

nitritos na zona de recuperação e por fim os nitratos na zona de aguas limpas

(CETESB, 2009).

Figura 2 – Autodepuração de um curso d'água

Fonte: Mota (1995).

26

2.5.3 Contagem de células

Segundo Lourenço (2006) para realizar a quantificação da densidade das

culturas de microalgas é necessário quantificar o número de células por volume.

Essa quantificação é realizada por contagem de organismos em um volume

conhecido com uso de câmaras de contagem e microscópio.

Existem diversos tipos de câmaras, normalmente possuem superfície

quadriculada com dimensões conhecidas para facilitara determinação do número

de células por volume. Através da medição desses parâmetros deve-se traçar um

perfil de crescimento relacionando número de células com o tempo, verificando o

desempenho e a adaptação da espécie ao meio de cultivo (LOURENÇO, 2006).

2.5.4 Extração de lipídeos

Avaliar a proporção de lipídeos produzidos por grama de biomassa, através

da extração dos lipídeos das microalgas pelo método de Bligh and Dyer (ZORN,

2017).

De acordo com Halim, Danquah e Webley (2012), este processo é divido em

5 etapas:

1- Solvente orgânico penetra através da membrana celular no citoplasma;

2- Solvente interagem com os lipídios neutros com forças similares a de van

der Waals;

3- Formação de um complexo solvente orgânico lipídio;

4- Este complexo é conduzido através de um gradiente de concentração

pela membrana celular;

5- Os lipídios neutros são extraídos da célula e permanecem dissolvidos no

solvente orgânico.

Segundo Vieira (2014) esse método apresenta inúmeras vantagens em

relação à extração quente, pois extraem todas as classes de lipídeos inclusive os

polares, não possuindo a necessidade de aquecimento e podendo ser usado em

amostras com alto teor de umidade, além de amostras secas.

27

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Microalgas

Para realizar o estudo de viabilidade da produção de biocombustível e

tratamento da água, foi utilizada a microalga da espécie Chlorella vulgaris fornecida

pelo Prof. Dr. Frederico P. Brandini do Banco de Microorganismos Aidar & Kutner

do Instituto Oceanógrafo da USP com a cepa clone BMAK D1.

3.2 Caracterização da ETE.

A ETE da Escola de Engenharia de Lorena localiza-se na cidade de Lorena

na Estrada municipal do campinho. O nível de tratamento instalado foi secundário,

utilizando reator biológico e decantador, porém não realizando desinfecção Figura

3. A ETE tem capacidade de tratar o volume de efluente produzido por

aproximadamente 2500 alunos.

Figura 3 – Estação de tratamento de efluentes

Fonte: próprio autor.

O efluente produzido pela universidade foi basicamente composto por

esgoto doméstico e pequenas concentrações de metais utilizadas nos laboratórios.

A concentração do efluente produzido varia conforme a frequência dos alunos na

universidade. A Figura 4 apresenta o efluente coletado.

28

Figura 4 – Efluente da Escola de Engenharia de Lorena


3.3 Inóculo

O inóculo utilizado foi mantido no Meio Bold Basal (BBM) de cultivo descrito

na Tabela 2. Para manutenção do inóculo no cepário (Figura 5) este meio foi

preparado em Erlenmeyers de 250 mL e então autoclavados para esterilização.

Segundo Lourenço (2006) os nutrientes presentes no meio constituem a estrutura de

biomoléculas das membranas, e do meio celular dos organismos, além de participar

de processos de troca de energia e regular a atividade enzimática das microalgas.

Figura 5 – Cepário


29

Tabela 2 – Composição do Meio Bold Basal (BBM)

Reagentes Concentração final

(g/L) Solução estoque

(g/L) Volume adicionado

(mL/L)

NaNO3 0,075 25 30

K2HPO4 0,075 7,5 10

KH2PO4 0,175 17,5 10

NaHCO3 0,075 2,5 10

CaCl2•2H2O 0,013 2,5 5

MgSO4•7H2O 0,05 10 5

EDTA 0,05 25 2

FeCl3•6H2O 0,004 2 2

H3BO3 0,004 2 2

ZnSO4•7H2O 0,0015 0,75 2

MnCl2•4H2O 0,00024 0,12 2

CuSO4•5H2O 0,00024 0,12 2

CoCl2•6H2O 0,00006 0,03 2

Na2MoO4•2H2O 0,0002 0,10 2

Fonte: Lourenço (2006).

Visando adaptação do inóculo ao efluente, foram usadas garrafas pet de 2

L na qual serão adicionados 1,7 L de efluente. O método descrito por Kawachi e

Noel (2005) será utilizado para esterilização do efluente, ao adicionar de 0,3 a 0,5

mL/L de hipoclorito de sódio (LOURENÇO, 2006). Em seguida, foi realizado a

neutralização com o tiossulfato de sódio, adicionando aproximadamente 30mg/L

ao efluente. Por fim, após a neutralização o efluente foi inoculado (LOURENÇO,

2006).

3.4 Fotobiorreator batelada

Como fotobiorreator batelada foi utilizado um recipiente de

aproximadamente 5 L com fonte luminosa artificial constante composta de

lâmpadas fluorescentes conforme Figura 6. Foi utilizado também um compressor

de ar para agitação e solubilização de oxigênio e gás carbônico no efluente.

30

Figura 6 – Cultivo da microalga Chlorella vulgaris em meio contendo efluente em fotobiorreator batelada


O efluente foi neutralizado com o tiossulfato de sódio e preparado da mesma

forma exemplificada acima e, então, inoculado com o inoculo já adaptado. Após a

inoculação, realizar a leitura da amostra no espectrofotômetro em busca de uma

absorbância entre 0,250 a 0,300.

Retirou-se a absorbância e realizou-se a contagem celular a cada 24 horas

visando traçar o perfil de crescimento da microalga. A leitura foi realizada no

comprimento de onda de 680 ηm.

Foi utilizado filtros de membrana com porosidade 0,22 μm para remoção das

microalgas e coleta de amostras de efluente á cada 3 dias, para realização das

análises de caracterização do efluente.

3.5 Contagem celular

A contagem celular das microalgas foi feita durante os cultivos utilizando

microscópio optico em conjunto da câmara de Neubauer do Laboratório de

31

Engenharia de Microalgas. Posteriormente foi traçada a curva de crescimento dos

cultivos.

3.6 Floculação

A floculação foi realizada com o efluente na saída do reator, adicionando o

reagente químico de Sulfato de Alumínio (1 Eq/L) em uma proporção de

aproximadamente 3 mL/L para decantação da biomassa (Figura 7).

Figura 7 – Floculação da biomassa após a etapa de cultivo no reator


Após alguns minutos em repouso a biomassa sedimentada no fundo do

recipiente foi filtrada, seca na mufla a temperatura de 60 °C, e moída para redução

dos grãos e aumento da superfície de contato (Figura 8). Por fim foi realizada a

etapa de extração, na qual foi realizado o cálculo da razão biomassa/óleo.

32

Figura 8 – a) biomassa seca e filtrada; b) biomassa moída


3.7 Extração dos lipídeos pelo método Bligh-Dyer modificado

Após triturar a biomassa seca aumentando a superfície de contato das

células, a mesma ficou em formato de pó. Em 2 Erlenmeyers foi pesado 1 g de

biomassa em cada um. A biomassa seca foi umedecida até que a massa de água

representasse a porcentagem desejada. Em seguida foi hidratada, adicionando-se

9,7 mL de clorofórmio e 10,2 mL de metanol em cada Erlenmeyer, sendo levado

para o ultrassom novamente para homogeneização da mistura água/biomassa

Figura 9.

Figura 9 – Homogeneização da mistura através de ultrassom


A B

33

Em seguida, foram adicionados mais clorofórmio e água levando a formação

de um sistema bifásico, uma fase composta de clorofórmio contendo lipídeos, e a

outra com metanol e água contendo substâncias não-lipídicas (Figura 10).

Figura 10 – Sistema bifásico composto de clorofórmio, lipídeos, água e metanol


Após a separação das fases a fase do clorofórmio com os lipídeos foi

submetida a evaporação do clorofórmio e a quantidade de lipídeos por grama de

biomassa foi determinada (Figura 11) (BRUM; ARRUDA; REGITANO-D’ARCE,

2009).

Figura 11 – a) extração dos lipídeos; b) lipídeos extraídos


A B

34

3.8 Caracterização do efluente

Para avaliação da eficiência do processo foi realizada a comparação os

parâmetros de qualidade da água na entrada e na saída do reator, através da

caracterização do efluente utilizando as análises de DQO e Nitratos. As análises de

DQO e Nitratos foram realizadas utilizando a metodologia descrita no Standard

Methods.

3.8.1 Nitrato

Foi realizada a análise da concentração de nitrato á cada 3 dias até o fim do

cultivo, para determinação do perfil de consumo de nitrato da Chlorella vulgaris no

efluente. Caracterizar os efluentes na entrada e na saída do reator. As análises

foram feitas através do espectrofotômetro Jenway 7305 do DEBIQ (Figura 12).

Figura 12 – Espectrofotômetro Jenway 7305


Inicialmente foram preparadas as diluições de uma amostra de nitrato para

obtenção da curva de calibração do espectrofotômetro.

Foi feita a leitura da amostra no comprimento de onda de 220 nm que

representa a quantidade total de nitrogênio da amostra. Porém foi necessário ainda

descontar a quantidade de nitrogênio orgânico produzido pelas microalgas durante

35

seu crescimento. O nitrogênio orgânico foi determinado através da leitura da

amostra no comprimento de onda de 275 nm. Por fim descontou-se a concentração

do nitrogênio orgânico do nitrogênio total para obtenção da quantidade de

nitrogênio inorgânico absorvido.

3.8.2 DQO

Foi feita a análise da DQO no início e ao término do cultivo por

espectrofotometria para verificação da quantidade de matéria orgânica removida

do efluente. Essa análise foi realizada no Laboratório de Meio Ambiente da Escola

de Engenharia de Lorena.

Em seguida foram feitas as diluições e preparou-se a curva de calibração.

Posteriormente foi feita a conversão da absorbância em concentração de oxigênio

dissolvido consumido por litro.

36

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O efluente gerado pela estação de tratamento de efluentes da universidade

apresentou variações em sua composição conforme a frequência dos alunos

durante a semana. Portanto, foi realizado o cultivo das microalgas e a

caracterização do efluente em três datas diferentes, 28 de Julho de 2017, 4 de

Agosto de 2017 e 19 de Agosto de 2017, respectivamente.

4.1 Caracterização do efluente na entrada do reator

Os valores apresentados na Tabela 3 correspondem aos parâmetros

analisados na água residual tratada da ETE da Escola de Engenharia de Lorena na

entrada dos reatores.

Tabela 3 – Caracterização dos parâmetros DQO e nitrato das amostras de efluente na entrada do reator

Parâmetro Concentração

ETE 28/07

Concentração

ETE 04/08

Concentração

ETE 19/08

DQO (mgO2/L) 251, 537 127,24 88,36

Nitrato (mg/L) 23,23 15,735 10,875


Para determinação da concentração de oxigênio dissolvido que foi

consumido pelo Dicromato de Potássio na DQO através da absorbância, foi

necessária a preparação da curva analítica mostrada na Figura 13.

Figura 13 – Curva analítica de DQO


y = -0,00203x - 0,02141R = -0,99705

-0,500

-0,450

-0,400

-0,350

-0,300

-0,250

-0,200

-0,150

-0,100

-0,050

0,000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Ab

sorb

ânci

a

Concentração de Oxigênio (mgO2/L)

37

Para determinação da concentração de nitrato presente no efluente através

da absorbância, foi necessária a preparação da curva de calibração do nitrato

indicada na Figura 14.

Figura 14 – Curva analítica do nitrato

Fonte: Próprio autor.

4.2 Densidade celular (número de células)

A densidade celular da Chlorella vulgaris durante os cultivos nos efluentes

pode ser visualizada na Figura 15 através do gráfico de densidade celular que

relaciona o número de células com o tempo. Cada experimento apresentou um

determinado tempo de cultivo, de acordo com a concentração do efluente. Os

cultivos foram realizados até alcançarem a estabilização do número de células.

Figura 15 – Curva de crescimento Chlorella vulgaris nos efluentes


y = 0,3995x + 0,0109R² = 0,9993

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Ab

sorb

ânci

a

Concentração de nitrato (mg/L)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

De

nsi

dad

e c

elu

lar

(.1

0 7

cé

lula

s/m

L)

Tempo (Dias)

Efluente 15,74 mg/L

Efluente 10,88 mg/L

Efluente 23,23 mg/L

38

A Chorella vulgaris apresentou uma maior taxa de crescimento no efluente

coletado no dia 04/08 atingindo 1,915.107 células/mL enquanto nos efluentes

coletados nos dias 28 de Julho e 19 de Agosto o desenvolvimento do cultivo ocorreu

até atingir 1,340.107 células/mL e 1,002.107 células/mL, respectivamente.

Comparando a Figura 15 com a Tabela 3 é possível observar que devido ao

excesso de nitrato presente no efluente do dia 28/07, a Chlorella vulgaris apresentou

dificuldades no processo de assimilação dos nitratos, consequentemente apesar de

possuir a maior concentração de nitrato não apresentou a maior densidade celular.

Enquanto o cultivo realizado no efluente do dia 04/08 que possuía uma quantidade

de nitrato intermediaria obteve o maior número de células.

É possível verificar também que o cultivo feito no efluente do dia 19/08

alcançou a estabilização do crescimento mais rapidamente, pelo fato de apresentar

a menor quantidade de nitrato, consequentemente ocorrendo o esgotamento dos

nutrientes de forma mais acelerada.

4.3 Curva de crescimento (massa seca)

O crescimento das microalgas é avaliado também através da concentração

da biomassa presente no efluente. As concentrações foram determinadas

utilizando a curva analítica indicada na Figura 16. A curva foi elaborada através das

diluições de uma amostra do cultivo com concentração conhecida.

Figura 16 – Curva analítica de crescimento da biomassa da microalga Chlorella vulgaris


y = 598,6x - 41,8R² = 0,9839

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Bio

mas

sa (

g/L)

Absorbância

39

Após realizar as medições da absorbância do cultivo, converteram-se os

valores da absorbância para concentração em g/L para construção do gráfico de

concentração de biomassa do efluente por tempo conforme a Figura 17.

Figura 17 – Concentração de biomassa nos cultivos contendo efluentes.


A Chlorella vulgaris apresentou uma maior concentração de biomassa no

efluente coletado no dia 04/08 atingindo uma concentração de 1,74 g/L enquanto

nos efluentes coletados no dia 28/07 e 19/08 obteve-se uma concentração de 0,68

g/L e 0,62 g/L, respectivamente.

Comparando a Figura 17 com a Tabela 3 é possível observar que apesar do

efluente do dia 28/07 possuir a maior concentração de nitrato, quem apresentou a

maior concentração de biomassa foi o cultivo realizado no efluente do dia 04/08. O

excesso de nitrato dificultou a assimilação dos nutrientes pelas células, reduzindo

o desempenho do cultivo (MELO, 2014).

4.4 Perfil de consumo de nitrato

Realizou-se as medições no espectro e determinou-se o perfil de consumo

de nitrato da Chlorella vulgaris ilustrado na Figura 18.

40

Figura 18 – Perfil de consumo de nitrato


Analisando o gráfico da Figura 18 é possível observar que houveram taxas

de remoção de nitrato extremamente elevadas em todos os cultivos utilizando

efluente.

De acordo com Shaw, Menchenic e Klessig (2004), quantidades de nitrato

que excedam 0,3 mg/L em corpos de água já são suficientes para proporcionar a

proliferação de algas. Ou seja, a quantidade inicial presente no efluente coletado

no dia 28/07 era muito elevada, o que pode ter interferido no processo de

assimilação dos nutrientes e desenvolvimento do cultivo (MELO, 2014).

4.5 Comparação da densidade celular e da biomassa resultante dos cultivos

empregando efluente e somente na presença do padrão BBM

Para melhor avaliação do desempenho da microalga no efluente da Escola

de Engenharia de Lorena, foi feita a comparação entre a densidade celular e a

concentração de biomassa seca acumulada durante os cultivos nos efluentes e no

meio padrão BBM.

41

Figura 19 – Comparação da densidade celular com o padrão BBM


Tabela 4 – Concentração de biomassa seca acumulada

Parâmetro Efluente

28/07 Efluente

04/08 Efluente

19/08 Padrão BBM

Biomassa (g/L) 0,69 1,74 0,61 0,96


Analisando a Tabela 4 e a Figura 19 observa-se que o cultivo realizado com

o efluente do dia 04/08 apresentou densidade celular e concentração de biomassa

superior ao do padrão BBM.

Os cultivos realizados nos efluentes 28/07 e 19/08, não obtiveram

desempenho tão bom quanto o que foi feito com o efluente do dia 04/08, porém as

concentrações de biomassa e densidade celular não foram muito inferiores à do

cultivo realizado no padrão BBM.

4.6 Comparação da concentração de lipídeos com o padrão BBM

Foi feita a extração dos lipídeos de cada cultivo para avaliação e comparação

da capacidade de acumulação de lipídeos entre os cultivos Tabela 5.

Tabela 5 – Concentração de lipídeos extraído e razão lipídeos por grama de biomassa seca

Parâmetro Efluente

28/07

Efluente

04/08

Efluente

19/08 Padrão BBM

Lipídeos (mg/g) 0,095 0,124 0,164 0,122

Razão lipídeos por grama (%) 9,5 12,4 16,4 12,2


42

O cultivo que obteve o maior acúmulo de lipídeos foi realizado com o efluente

19/08 apresentando uma razão de lipídeos por grama de 16,4%. Comparando a

Tabela 5 com a Tabela 3 é possível observar que meios de cultivo com

concentrações baixas de nitrogênio, irão promover um maior acumulo de lipídeos

de reserva. Já no caso de cultivos em que o meio apresenta altas concentrações

de nitrogênio a formação de lipídeos de reserva é baixa. Ou seja, o acúmulo de

lipídeos está relacionado com a concentração de carbono e nitrogênio presentes

no meio. (AQUARONE et al., 2001).

É possível verificar também que a Chlorella vulgaris apresentou um acúmulo

de lipídeos satisfatório comparado com o padrão BBM, pois a porcentagem de

lipídeos só foi inferior no efluente em que a concentração de nitrato era muito

elevada.

4.7 Caracterização do efluente na saída do reator

Os valores apresentados na Tabela 6 correspondem aos parâmetros

analisados na água residual tratada da ETE da Escola de Engenharia de Lorena na

saída dos reatores, após o término do cultivo.

Tabela 6 – Caracterização das amostras de efluente na saída do reator

Parâmetro Concentração

ETE 28/07

Concentração

ETE 04/08

Concentração

ETE 19/08

DQO (mgO2/L) 206,92 81,26 64,57

Nitrato (mg/L) 10,685 3,345 2,765


O primeiro cultivo realizado no efluente 28/07 apresentou uma taxa de

remoção de 17,73% da DQO e de 54% da concentração de nitrato do efluente. O

segundo cultivo realizado no efluente 04/08 apresentou uma taxa de remoção de

36,13% da DQO e de 78,74% da concentração de nitrato do efluente. Por fim o

terceiro cultivo apresentou uma taxa de remoção de 26,92% da DQO e de 74,57%

da concentração de nitrato do efluente.

É possível observar que o excesso de nitrato do efluente 28/07 interferiu no

processo de assimilação dos nutrientes pelas células apresentando a menor taxa

de remoção de nitrato entre os cultivos (MELO, 2014). Enquanto as que

43

apresentaram concentrações um pouco mais baixas obtiveram uma maior taxa de

remoção de nitratos. Entretanto todos os cultivos apresentaram um excelente

potencial de remoção de nitrato do efluente e uma redução na concentração de

matéria orgânica considerável.

4.8 Produtividade da biomassa e dos lipídeos

Após obter as concentrações de biomassa e de lipídeos dos cultivos foi

calculada a produtividade da biomassa e dos lipídeos dos ensaios através da

fórmula abaixo, obtendo a Tabela 7 e a Tabela 8.

𝑃 =∆𝑥

∆𝑡

Onde:

Δx - Variação da concentração de lipídeos ou de biomassa

Δt – Variação do tempo

Tabela 7 – Produtividade de biomassa dos cultivos utilizando efluentes

Efluente (mg/L) 23,23 15,74 10,88

Produtividade de biomassa (mg.L-1.h-1) 1,6 4 2,3


Tabela 8 – Produtividade de lipídeos dos cultivos utilizando efluentes

Efluente (mg/L) 23,23 15,74 10,88

Produtividade de lipídeos (mg.L-1.h-1) 7,6.10-5 8,07.10-5 2,13.10-4


44

5 CONCLUSÃO

O efluente da Escola de Engenharia de Lorena é uma boa alternativa para

cultivar a microalga Chlorella vulgaris. Os cultivos realizados em efluentes

apresentaram um bom desenvolvimento atingindo densidades celulares e

concentrações de biomassa seca superiores ou semelhantes ao cultivo feito

utilizando o meio padrão BBM.

A quantidade de lipídeos acumulados pela Chlorella vulgaris nos cultivos

utilizando efluentes também apresentaram um bom resultado uma vez que a

concentração de lipídeos por grama de biomassa só foi inferior ao padrão BBM no

cultivo em que o efluente possuía concentrações de nitrato muito elevadas.

Além disso, a Chlorella vulgaris mostrou-se como uma alternativa

interessante para o tratamento da água, pelo fato de apresentar altas taxas de

remoção de nitrato e de matéria orgânica que são parâmetros que alteram a

qualidade da água provocando impactos ao meio ambiente como a eutrofização de

corpos d’água. Ou seja, após o cultivo no fotobiorreator batelada o efluente retorna

ao meio ambiente com qualidade superior ao do efluente na entrada.

Por fim realizar o cultivo da Chlorella vulgaris em efluentes ao invés de

utilizar o meio padrão BBM, elimina a necessidade de preparo de soluções e

consumo de reagentes proporcionando a redução de gastos com a compra de

nutrientes.

45

6 TRABALHOS FUTUROS

Caracterização de mais parâmetros de qualidade da água como a DBO, a

concentração de metais pesados e a concentração de fósforo, assim permitindo

uma avaliação mais detalhada do potencial de tratamento da água da Chlorella

vulgaris. Aumentar a escala projetando um reator contínuo.

Promover uma etapa de stress ao fim dos cultivos visando um maior

acúmulo de lipídeos.

46

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