Cultivo de microalgas em vinhaça de cana-de-açúcar in natura e biodigerida visando a produção de biomassa e de outros produtos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Penteado, Carolina Ferreira Andrade
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: biomass production; nutrient removal; physiological viability; produção de biomassa; remoção de nutrientes; viabilidade celular; vinasse; vinhaça
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-17022023-173444/

A vinhaça é um resíduo altamente poluente e gerado em grandes volumes. Este resíduo pode ser uma fonte de nutrientes para o cultivo de microalgas, organismos fotossintetizantes que demandam nutrientes minerais para seu crescimento e aparece como opção para diversas aplicações biotecnológicas. Pesquisas com microalgas em vinhaça vêm se tornando frequentes, mas ainda poucas espécies foram exploradas e poucos estudos discutem sobre a interferência de outros microrganismos no cultivo e a viabilidade celular das células microalgais ao final dos processos. Além disso, o uso de diferentes pré-tratamentos dificulta a comparação entre os resultados e são considerados desafios importantes a serem superados. Diante desses fatores, considerou-se nesse trabalho investigar o uso da vinhaça in natura (Vnat) e biodigerida (Vbio) como meio de cultivo, por via mixotrófica, das microalgas clorofíceas Chlorella sorokiniana (Csk), Chlorella vulgaris (Cvg) e Desmodesmus sp. (Dsp) para aplicações biotecnológicas futuras. Primeiramente, foram testados dois meios de cultura sintéticos (BG-11 e WC), para o aumento da produção de biomassa microalgal das três cepas. Neste experimento, foi possível observar uma maior taxa de crescimento especifico, menores tempo de geração e rendimento de biomassa microalga no meio de cultivo WC, sendo escolhido esse meio para a manutenção das microalgas. Em outro experimento, avaliou-se a produção de biomassa das microalgas e a capacidade de remoção de nutrientes, no meio sintético controle WC (resultado Experimento I) e em diluições de vinhaça in natura e biodigerida, que variaram de 1 a 80%. A partir da avaliação do desempenho dos parâmetros cinéticos e rendimentos de biomassa, atestou-se as melhores condições de cultivo para as três cepas em vinhaça in natura diluída a 40% para Csk e Cvg (40Vnat) e a 5% para Dsp (5Vnat) e em vinhaça biodigerida diluída a 20% para a cepa Dsp (20Vbio), e a 60% e 80% para as cepas Csk e Cvg, pois mantiveram ou aumentaram seu crescimento e rendimento de biomassa e apresentaram elevadas concentrações de clorofila a. Foram observadas remoções elevadas de nutrientes no tratamento biológico realizado neste experimento tanto na vinhaça in natura quanto na vinhaça biodigerida, com eficiências de remoção de até 89,6% para nitrato (NO3-), 91,6% para o fosfato solúvel reativo (PO43-) e 68,1% para o COT. Quando foi feito o aumento de volume para 2 L das cepas Csk e Cvg nas condições 40Vnat e 60Vbio (Experimento III) foi possível observar que as microalgas mantiveram a viabilidade celular, preservando suas condições morfológicas mesmo em condições não axênicas. Portanto, o uso de vinhaça in natura e biodigerida foi considerada uma estratégia tecnicamente viável para a produção da biomassa e obtenção de bioprodutos de interesse apenas para as microalgas clorofíceas Chlorella vulgaris e Chlorella sorokiniana.