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Title: Separação de microalgas através de membranas de osmose inversa e cerâmica com aproveitamento do permeado para futuros cultivos.
Other Titles: Microalgae separation through reverse osmosis and ceramic membranes with utilization of the permeate for future crops.
???metadata.dc.creator???: FERNANDES, Maniza Sofia Monteiro.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FRANÇA, Kepler Borges.
???metadata.dc.contributor.referee1???: PEARSON, Howard William.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FERREIRA, Weruska Brasileiro.
Keywords: Microalgas;Separação por Membranas;Membrana de Osmose Inversa;Membranas Cerâmicas;Microalgas Chlorellas sp;Resíduos Líquidos;Biomassa;Microalgae;Separation by Membranes;Reverse Osmosis Membranes;Ceramic Membranes;Chlorellas Shlcroalgae sp;Liquid Waste;Biomass
Issue Date: Aug-2013
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FERNANDES, Maniza Sofia Monteiro. Separação de microalgas através de membranas de osmose inversa e cerâmica com aproveitamento do permeado para futuros cultivos. 2013. 73f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2013.
???metadata.dc.description.resumo???: Nos últimos anos, observou um elevado interesse no potencial biotecnológico das microalgas, principalmente devido a identificação de diversas substancias sintetizadas por estes organismos. A imensa biodiversidade delas aliadas ao melhoramento genético e ao estabelecimento de tecnologia de cultivo em grande escala vem permitindo que estas sejam utilizadas em diversas aplicações. Em especial o tratamento de águas residuais de processos industriais, mitigação do efeito estufa pela assimilação do dióxido de carbono (CO2 ) e a produção de biocombustíveis como o biodiesel e o etanol. Um dos maiores problemas na produção de microalgas e a sua separação, tendo em vista a necessidade de preservar sua biomassa, bem como as características celulares. Dentro dos diversos métodos de separação de microalgas os mais utilizados são: centrifugação, filtração, floculação, e em determinado casos, onde as dimensões são bastante pequenas, utiliza-se a separação por meio da adição de coagulante, que em sua maioria, são constituídos por sais metálico que pode prejudicar na composição química da célula e impede o uso de meio apos a separação. A escolha do método de separação depende das propriedades das microalgas, tais como densidade, tamanho e o valor do produto desejado. Portanto tem a necessidade de procurar novas técnicas de separação de microalgas que não modifique as características; os processos de separação por membranas tem como vantagem não romper a estrutura celular e permitem uma maior separação dependendo da porosidade da mesma, alem do mais, o permeado oriundo da separação pode ser reaproveitado como meio de cultivo das microalgas, por esse motivo o seguinte trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do uso de membranas para separação de microalgas com a reutilização meio de cultivo oriundo da separação visando a redução de custos e resíduos líquidos. Este estudo objetiva avaliar a potencialidade do uso de membranas de Osmose inversa e Membranas cerâmicas para separação de microalgas Chlorella sp. com reaproveitamento do meio de cultivo oriundo da separação visando a redução de custos e lançamento inadequado dos resíduos líquidos. Obteve bons resultados nos dois tipos de separação, comparando o reaproveitamento da adição com 250mL e 50 ml do permeado do volume do inoculo na de Osmose Inversa conseguiu atingir uma população de 3,3x10' cel.ml/1 e de 2,86x107 cel.mL1 , respectivamente. Enquanto o processo de separação por membrana cerâmicas utilizando as mesmas condições da Ol, obteve um crescimento 4,1x107 cel.mL"1 para o de 25% de permeado e de 3,40x107 cel.mL"1 para o de 500 mL de permeado. Em relação a produção versus consumo energético a separação por membranas via osmose inversa apresentou um consumo de energia pratica de 3,96Kw.h/m3 enquanto o processo de separação por membrana cerâmica obteve 0,510Kw.h/m3 mostrando assim uma alternativa bastante promissora considerada através dos resultados obtidos, uma vez que houve uma maior redução nos custos energéticos e uma maior produtividade celular, tornando assim uma tecnologia econômica e ambientalmente correta no cultivo e separação de microalgas Chlorellas sp.
Abstract: In last recent years , a high interest in the biotechnological potential of microalgae was noted, mainly due to identifying several substances synthesized by these organisms . Their huge biodiversity allied to genetic improvement and establishing cultivation technology on a large scale used to allow microalgae to be used in various applications , specially in treatment of wastewater from industrial processes , mitigating the greenhouse effect by assimilating carbon dioxide (C02 ) and the biofuels production, such as biodiesel and ethanol. Moreover, in microalgae production, we noted some problems during separation with a view to the need to preserve biomass, particularly as regards to the characteristics phones. Among the various microalgae separation methods, in which are the most commonly centrifugation used, such as filtration and flocculation and in certain cases where the dimensions are very small, the separation through rennet addition is used, which are constituted by metal salts which can damage the chemical composition of the cell and prevent the use of medium after separation. So it's necessary to seek new techniques for microalgae separation that do not modify its characteristics, such as the case of separation processes that has the advantage not to break the cell structure and to allow greater separation depending on the microalgae's porosity, and beyond, the permeate from separation can be reused as a mean of cultivation of microalgae. In this context, this study aims to evaluate the potentiality of using reverse osmosis membranes (RO ) and Ceramic membranes for separing microalgae Chlorella sp reusing the culture medium derived from the separation in order to reduce operating costs and impacts by inappropriate release of waste liquid into the soil . Daily monitoring of algal growth was performed after inoculation through cell density elaborating growth curves from aliquots drawn in triplicate of photobioreactors and erlemeyeres daily, we also made the chlorophyll and productivity for each sample studied . We obtained good results on both separation types, comparing the reuse of the addition of 250mL and 500mL of the RO permeate into the inoculum volume, we reached a population of 3,3x107 cel.mL"1 and 2,86x107 cel.mL"1, respectively , whereas for separatin by Ceramic membrane using the same RO conditions, we obtained growth of 4,1x107 cel.mL"1 for 250mL permeate and 3,40x107 cel.mL"1 for the 500 mL permeate. Regarding production versus energy consumption, the membrane separation by RO presented an energy absorption of 3,96Kw.h/m3 while we obtained 0,510Kw.h/m3 for the Ceramic membrane process, showing therefore a very promising alternative , since there was a greater energy costs reduction and a higher cell productivity, thus making it a technology economically and environmentally correct in microalgae Chlorellas sp cultivation and separation.
Keywords: Microalgas
Separação por Membranas
Membrana de Osmose Inversa
Membranas Cerâmicas
Microalgas Chlorellas sp
Resíduos Líquidos
Biomassa
Microalgae
Separation by Membranes
Reverse Osmosis Membranes
Ceramic Membranes
Chlorellas Shlcroalgae sp
Liquid Waste
Biomass
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10983
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