Microalga Scenedesmus acuminatus em meios de cultivo visando à produção de biodiesel

Yohanna Jamilla Vilar de Brito; Thiago Santos de Almeida Lopes; Whelton Brito dos Santos; Amanda Laurentino Torquato; Vera Lúcia Antunes de Lima; Weruska Brasileiro Ferreira

doi:10.18378/rvads.v15i2.6484

Authors

Yohanna Jamilla Vilar de Brito Universidade Estadual da Paraíba http://orcid.org/0000-0002-8921-3576
Thiago Santos de Almeida Lopes Universidade Federal de Campina Grande http://orcid.org/0000-0002-0270-6133
Whelton Brito dos Santos Universidade Federal de Campina Grande http://orcid.org/0000-0002-2956-8260
Amanda Laurentino Torquato Universidade Federal de Campina Grande http://orcid.org/0000-0002-1079-1315
Vera Lúcia Antunes de Lima Universidade Federal de Campina Grande http://orcid.org/0000-0001-7495-6935
Weruska Brasileiro Ferreira Universidade Estadual da Paraíba http://orcid.org/0000-0003-2381-3883

DOI:

https://doi.org/10.18378/rvads.v15i2.6484

Keywords:

Microalgae, Biofuels, Residual waters

Abstract

Biodiesel has stood out as one of the most viable options to promote the gradual reduction of consumption of fossil fuels. In this context, microalgae appear as promising raw material, since they have a higher lipid yield than the oleaginous ones used in the production of this biofuel, as well as the bioremediation of wastewater and high absorption of CO2. However, the high cost of nutrients used in the preparation of culture mediums makes it difficult to implement on a real scale. The objective of this study was to evaluate the growth of the microalga Scenedesmus acuminatus in three culture medium: two synthetic, Bold´s Basal Medium (BBM) and Wright’s Cryptophyte (WC), and one alternative culture with anaerobic effluent from the domestic sewage of the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, in order to minimize costs and to make production viable of biodiesel. According to the results obtained, the UASB effluent culture obtained the highest cell density and did not show statistically significant differences in relation to the synthetic media, which reveals a viable culture alternative. In view of this, it was concluded that the use of liquid waste from the anaerobic domestic sewage treatment can increase the viability of the crops for the production of biodiesel, since they allow cost reduction by replacing synthetic media.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Yohanna Jamilla Vilar de Brito, Universidade Estadual da Paraíba

Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental pela UEPB. Mestranda em Ciência e Tecnologia Ambiental pela UEPB.

Thiago Santos de Almeida Lopes, Universidade Federal de Campina Grande

Graduado em Engenharia Sanitária e Ambiental pela UEPB. Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela UFPB. Doutorando em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais pela UFCG.

Whelton Brito dos Santos, Universidade Federal de Campina Grande

Graduado em Engenharia Sanitária e Ambiental pela UEPB. Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela UFCG. Doutorando em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais pela UFCG.

Amanda Laurentino Torquato, Universidade Federal de Campina Grande

Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental pela UEPB. Engenheira de Segurança do Trabalho. Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela UFCG. Doutoranda em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais pela UFCG.

Vera Lúcia Antunes de Lima, Universidade Federal de Campina Grande

Graduada em Engenharia Agrícola pela UFPB. Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela UFPB. Doutora em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa. Professora Titular do Departamento de Engenharia Agrícola da UFCG.

Weruska Brasileiro Ferreira, Universidade Estadual da Paraíba

Graduada em Engenharia Química pela UFPB. Mestre e Doutora em Engenharia Química pela UFCG. Professora efetiva do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UEPB.

References

BAUMGARTNER, T. R. S.; BURAK, J. A. M.; KOGIKOSKI, M. E.; SEBASTIEN, N. Y.; ARROYO, P. A. Avaliação da produtividade da microalga Scenedesmus acuminatus (Lagerheim) Chodat em diferentes meios de cultivo. Revista Brasileira de Biociências, v. 11, n. 2, 2013.

BLERSCH, D. M.; KANGAS, P. C.; MULBRY, W. W. Turbulance and nutrientinteractions that control benthic algal production in an engineered cultivation raceway. Algal Research, v. 2, n. 2, p. 107-112, 2013. 10.1016/j.algal.2013.01.001

CAMPOS, V. B.; BARBARINO, E.; LOURENÇO, S. O. Crescimento e composição química de dez espécies de microalgas marinhas em cultivos estanques. Ciência Rural, v. 40, n. 2, p. 339-347, 2010. 10.1590/S0103-84782010005000009

CHANDRA, R.; ROHIT, M. V.; SWAMY, Y. V.; MOHAN, S. V. Regulatory function of organic carbon supplementation on biodiesel production during growth and nutrient stress phases of mixotrophic microalgae cultivation. Bioresource technology, v. 165, p. 279-287, 2014. 10.1016/j.biortech.2014.02.102

CHERNICHARO, C. A. L. Reatores anaeróbios. 2ª ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Minas Gerais, 2007. 380 p. (Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v. 5).

CHIRANJEEVI, P.; MOHAN, S. Venkata. Critical parametric influence on microalgae cultivation towards maximizing biomass growth with simultaneous lipid productivity. Renewable Energy, v. 98, p. 64-71, 2016. 10.1016/j.renene.2016.03.063

CHISTI, Y. Biodiesel from microalgae beats bioethanol. Trends in Biotechnology, v. 26, n. 3, p. 126-131, 2008. 10.1016/j.tibtech.2007.12.002

FRANCO, A. L. C.; LÔBO, I. P.; CRUZ, R. S.; TEIXEIRA, C. M. L. L.; NETO, J. A. D. A.; MENEZES, R. S. Biodiesel de microalgas: avanços e desafios. Química Nova, v. 36, n. 3, p. 437-448, 2013. 10.1590/S0100-40422013000300015

FERREIRA, S. P.; SOUZA-SOARES, L.; COSTA, J. A. V. Revisão: microalgas: uma fonte alternativa na obtenção de ácidos gordos essenciais. Revista de Ciências Agrárias, v. 36, n. 3, p. 275-287, 2013.

GUILLARD, R. R.; LORENZEN, C. J. Yellow‐green algae with chlorophyllide C1, 2. Journal of Phycology, v. 8, n. 1, p. 10-14, 1972. 10.1111/j.1529-8817.1972.tb03995.x

KIRROLIA, A.; BISHNOI, N. R.; SINGH, R. Microalgae as a boon for sustainable energy production and its future research & development aspects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 20, p. 642-656, 2013. 10.1016/j.rser.2012.12.003

LEE, A. K.; LEWIS, D. M.; ASHMAN, P. J. Microbial flocculation, a potentially low-cost harvesting technique for marine microalgae for the production of biodiesel. Journal of Applied Phycology, v. 21, n. 5, p. 559-567, 2009. 10.1007/s10811-008-9391-8

MENEZES, R. S.; LELES, M. I. G.; SOARES, A. T.; FRANCO, P. I. B.; ANTONIOSI FILHO, N. R.; VIEIRA, A. A. H. Avaliação da potencialidade de microalgas dulcícolas como fonte de matéria-prima graxa para a produção de biodiesel. Química Nova, v. 36, n. 1, p. 10-15, 2013. 10.1590/S0100-40422013000100003

MULBRY, W.; KONDRAD, S.; PIZARRO, C.; KEBEDE-WESTHEAD, E. Treatment of dairy manure effluent using freshwater algae: algal productivity and recovery of manure nutrients using pilot-scale algal turf scrubbers. Bioresource Technology, v. 99, n. 17, p. 8137-8142, 2009. 10.1016/j.biortech.2008.03.073

NOVOVESKÁ, L.; ZAPATA, A. K.; ZABOLOTNEY, J. B.; ATWOOD, M. C.; SUNDSTROM, E. R. Optimizing microalgae cultivation and wastewater treatment in large-scale offshore photobioreactors. Algal research, v. 18, p. 86-94, 2016. 10.1016/j.algal.2016.05.033

OLIVEIRA, A. C. Produção de biomassa de microalgas Scenedesmus sp. em efluente de bovinocultura biodigerido. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2013.

PEREZ-GARCIA, O.; ESCALANTE, F. M. E.; DE-BASHAN, L. E.; BASHAN, Y. Heterotrophic cultures of microalgae: metabolism and potential products. Water Research, v. 45, n. 1, p. 11-36, 2011. 10.1016/j.watres.2010.08.037

REYNOLDS, C. S. Ecology of Phytoplankton. 1 ed. Nova York: Cambridge University Press, 2006.

SAFI, C.; ZEBIB, B.; MERAH, O.; PONTALIER, P. Y.; VACA-GARCIA, C. Morphology, composition, production, processing and applications of Chlorella vulgaris: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 35, p. 265-278, 2014. 10.1016/j.rser.2014.04.007

SCHMIDELL, W.; LIMA, A. U.; AQUARONE, E.; BORZANI, W. Biotecnologia Industrial. 2 ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.

STATSOFT. Statistica Version 7.0. StatSoft. Retrieved from. 2004.

TANG, D.; HAN, W.; LI, P.; MIAO, X.; ZHONG, J. CO2 Biofixation and fatty acid composition of Scenedesmus obliquus and Chorella pyrenoidosa in response to different CO2 levels. Bioresource Technology, v. 102, n. 3, p. 3071-3076, 2011. 10.1016/j.biortech.2010.10.047

TRIPATHI, R.; SINGH, J.; THAKUR, I. S. Characterization of microalga Scenedesmus sp. ISTGA1 for potential CO2 sequestration and biodiesel production. Renewable Energy, v. 74, p. 774-781, 2015. 10.1016/j.renene.2014.09.005

VIEIRA, T. Q.; FERREIRA, W. B.; ARAÚJO, H. W. C.; CUNHA, T. H. C. S.; VIDAL, I. C. A.; MELO, D. J. N. Estudo da viabilidade do uso de resíduos líquidos no cultivo da microalga Chlorella sp. visando a produção de biocombustíveis. Revista Monografias Ambientais, v. 13, n. 4, p. 3477-3490, 2014. 10.5902/2236130813544

XIN, L.; HONG-YING, H.; KE, G.; YING-XUE, S. Effects of different nitrogen and phosphorus concentrations on the growth, nutrient uptake, and lipid accumulation of a freshwater microalga Scenedesmus sp. Bioresource Technology, v. 101, n. 14, p. 5494-5500, 2010. 10.1016/j.biortech.2010.02.016