Orientador: Telma Teixeira Franco

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Em cultivos heterotróficos, fontes orgânicas de carbono são utilizadas para fornecer energia e carbono ao micro-organismo. A glicose e uma das fontes mais utilizadas em cultivos de microalgas, gerando elevadas taxas de crescimento. Outras fontes como frutose, xilose, glicerol, sacarose,...

Resumo: Em cultivos heterotróficos, fontes orgânicas de carbono são utilizadas para fornecer energia e carbono ao micro-organismo. A glicose e uma das fontes mais utilizadas em cultivos de microalgas, gerando elevadas taxas de crescimento. Outras fontes como frutose, xilose, glicerol, sacarose, arabinose também podem ser utilizadas e a escolha entre essas fontes orgânicas e função principalmente das taxas de crescimento e do custo de aquisição. Visando elevadas produtividades e a redução do custo do cultivo heterotrófico da Chlorella vulgaris, diferentes fontes de carbono orgânico foram avaliadas (glicerol, sacarose, frutose e melaço de cana). Os máximos valores de concentração celular, pH e produtividade, foram para a sacarose hidrolisada na concentração inicial de 20 g.L-1 obtidos apos 122 horas de cultivo (5,3g.L-1; 8.80 e 0.040 g.L-1.h-1, respectivamente) e para o melaço de cana hidrolisado na concentração de 30 g.L-1 obtidos apos 60 horas de cultivo (3,92 g.L-1; 8,55 e 0,059 g.L-1.h-1, respectivamente). Glicerol, sacarose e frutose não foram consumidas pelas células. As melhores concentrações de sacarose hidrolisada (20 g.L-1) e melaço de cana hidrolisado (15 g.L-1) foram utilizados em fermentador de 3 L em regime de batelada alimentada, as velocidades especificas de crescimento para o melaço de cana aumentaram apos cada alimentação desde 0,0512 h-1 ate 0,0644 h-1. No entanto, para a sacarose hidrolisada a velocidade diminuiu de 0,0251 h-1 ate 0,0143 h-1. A concentração de lipídeos foi para a sacarose hidrolisada (23,77 %), e (10,72%) para o melaço de cana. Paralelamente, foram analisadas condições de estocagem da microalga Chlorella vulgaris, em ultrafreezer, empregando-se três criopreservantes: glicerol, metanol e DMSO, nas concentrações de 5 e 10%. Os resultados, apos 270 dias de estocagem, indicam que a microalga Chlorella vulgaris não sobrevive nas condições estabelecidas. No entanto, para uma estocagem de ate 180 dias pode-se empregar 10% de glicerol ou 10% de DMSO, necessitando somente 2 repiques da microalga apos o armazenamento para atingir sua velocidade normal de crescimento (0,2686 d-1), velocidade reportada para a microalga sem armazenamento no ultrafreezer

Abstract: In heterotrophic culture, sources of organic carbon are utilized to give energy and carbon to microorganisms. Glucose is one of the main sources utilized in micro algae culture which produces high growing rates. Another sources such as fructose, xylose, glycerol, saccharose and arabinosa,...

Abstract: In heterotrophic culture, sources of organic carbon are utilized to give energy and carbon to microorganisms. Glucose is one of the main sources utilized in micro algae culture which produces high growing rates. Another sources such as fructose, xylose, glycerol, saccharose and arabinosa, could also be utilized. The function of growing rates and acquisition costs is precisely to help us to choose the best one between these sources. With the idea of getting high productivities and to reduce costs of heterotrophic crops of Chlorella vulgaris, different sources of organic carbon where studied (glycerol, saccharose, fructose and sugar cane honeydew). The highest values of cellular concentration, pH and productivity, were obtain from hydrolyzed saccharose with an initial concentration of 20 g.L-1 after 122 hours of cultivation (5,3g.L-1; 8.80 y 0.040 g.L-1.h-1, respectively). Glycerol, saccharose y fructose were not consumed by the cells. The best concentrations of hydrolyzed saccharose (20 g.L-1) and hydrolyzed sugar cane honeydew (15 g.L-1) were utilized in 3 L fermenters in feed batch. The growing speed of the sugar cane honeydew increased after each feeding from 0,0512 h-1 to 0,0644 h-1. However, the growing speed for hydrolyzed saccharose decreased from 0,0251 h-1 to 0,0143 h-1. The concentration of fat acids for the hydrolyzed saccharose was 23,77 % and for the sugar cane honeydew was 10,72%. Storage conditions in ultrafreezer for the microalgae Chlorella vulgaris were studied at the same time using three different protectants such as glycerol, methanol and DMSO, all of them in 5% and 10% concentrations. The outcomes obtained after 270 days showed that the Chlorella vulgaris microalgae could not survive with the given conditions. However, 10% of glycerol or DMSO could be used in a 180-day storage and only 2 periodic transfer of the microalgae were needed after the storage to obtain the normal growing speed (0.2686 d- 1), which was the reported speed of the microalgae without ultrafreezer storage