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Título: Cultivo de microalgas unicelulares para determinação da produção lipídica e sequestro de carbono
Autor: Carolino, Liliana do Rosário Velez
Orientador: Brotas, Vanda, 1958-
Jesus, Bruno Miguel Freire Boa de, 1974-
Palavras-chave: Microalgas
Carbono
Azoto
Biocombustíveis
Biomassa
Teses de mestrado - 2011
Issue Date: 2011
Resumo: O uso de microalgas como fonte de biocombustível adquire grande relevância, numa altura em que o mundo se depara com uma crise energética, devido à depleção do petróleo e outros combustíveis fósseis, cujo uso crescente e continuado, desde a industrialização, tem conduzido à degradação ambiental. As grandes vantagens da utilização destes microorganismos como matéria-prima na produção de biocombustível residem: no facto de as consequentes emissões de CO2 corresponderem à quantidade sequestrada deste gás, através da fotossíntese, durante o crescimento da biomassa; na grande capacidade de fixar dióxido de carbono e de acumular lípidos. Desta forma, a presente dissertação teve como principal finalidade o cultivo de clorófitas unicelulares, Ankistrodesmus fusiformis e Scenedesmus sp.1, de modo a determinar o sequestro de carbono (medição da produtividade primária) e a produção lipídica, visando a possível obtenção de biodiesel. O cultivo em fotobioreactores air-lift permitiu elevadas taxas de crescimento e produtividade da biomassa. Em geral, evidenciou-se aumento da concentração dos pigmentos na fase estacionária e redução dos parâmetros fotossintéticos rETRmax, α e Fv/Fm nesta mesma fase, relativamente à exponencial. A aplicação das metodologias de determinação da produtividade primária (método de Winkler e método do 14C) permitiram verificar uma elevada e maior capacidade fotossintética em Scenedesmus sp.1, PBmax=57 μmol O2 (mg Chla)-1h-1 e 225,4 μmolC(mg Chla)-1h-1, comparativamente a Ankistrodesmus fusiformis, PBmax=31 μmol O2 (mg Chla)-1h-1 e 165,5 μmol C (mg Chla)-1h-1. A produção lipídica das espécies foi semelhante, quer observando os resultados obtidos para o conteúdo lipídico, quer pelo perfil de ácidos gordos. O conteúdo lipídico total em Ankistrodesmus fusiformis foi de 17,1% (fase estacionária); em Scenedesmus sp.1 foi de 18,3% (fase exponencial) e 14,9% (fase estacionária). Embora estes valores não sejam muito elevados, a predominância do ácido palmítico (16:0) e ácido oleico (18:1) nas fases do crescimento das espécies, torna estas algas adequadas para a produção de biodiesel. Os valores máximos registados corresponderam a C18:1, na fase estacionária, tanto em Ankistrodesmus fusiformis (37,8±6,9 %) como em Scenedesmus sp.1 (38,2 ±2,4 %). Os resultados e conclusões obtidos fazem valer a pena a concretização de mais estudos relativos à optimização das condições de cultura destas microalgas, visando um maior sequestro de carbono e maior produção lipídica.
The use of microalgae as biofuel source gathers great relevance in a time when world faces an energy crisis, due to oil and other fossil fuels depletion, whose continued and growing use, since the industrialization, has been leading to environmental degradation. The great use advantages of these microorganisms, as feedstock in biofuel production, reside: in fact of the resulting CO2 emissions match the sequestered quantity of this gas, through photosynthesis, during biomass growth; microalgae have great capacity to fixate carbon dioxide and to accumulate lipids. Thus, this dissertation had as its main purpose, the cultivation of unicellular chlorophyte, Ankistrodesmus fusiformis and Scenedesmus sp.1, to determine the carbon sequestration (measurement of primary productivity) and lipid production, possible in order to obtain biodiesel. The cultivation in air-lift photobioreactors allowed high growth rates and biomass productivity. In general, there was increasing concentration of pigments and reduction of photosynthetic parameters rETRmax, α and Fv/Fm, in the stationary phase, concerning the exponential phase. The application of primary productivity determination methodologies (Winkler and 14C methods) allowed confirmation of a high and higher photosynthetic capacity in Scenedesmus sp.1, PBmax=57 μmol O2 (mg Chla)-1h-1 and 225,4 μmol C (mg Chla)-1h-1, comparatively to Ankistrodesmus fusiformis, PBmax=31 μmol O2 (mg Chla)-1h-1 and 165,5 μmol C (mg Chla)-1h-1. The lipid production of both species was alike, whether looking at the lipid content results, either by the fatty acid profile. The total lipid content of Ankistrodesmus fusiformis was 17.1% (stationary phase); in Scenedesmus sp.1 was 18,3% (exponential phase) and 14.9% (stationary phase). Although these numbers are not very high, the predominance of palmitic acid (16:0) and oleic acid (18:1) in the species growth phases, makes these algae proper for biodiesel production. The top values recorded corresponded to C18:1, in the stationary phase, both in Ankistrodesmus fusiformis (37,8 ±6,9 %) as in Scenedesmus sp.1 (38,2 ±2,4 %). The obtained results and conclusions make worth the execution of more studies on the optimization of culture conditions for these microalgae, aiming a greater carbon sequestration and a bigger lipid production.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011
URI: http://hdl.handle.net/10451/4026
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