Comportamento reológico e viabilidade celular de cultivos da microalga Scenedesmus acuminatus submetidos a tensões hidrodinâmicas

• Main Author: Santos, Michel de Oliveira dos
• Other Authors: Coimbra, Jane Sélia dos Reis
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Viçosa 2017
• Subjects: Reologia; Alga; Células - Membranas; Biocombustíveis; Fotobiologia; Engenharia Agrícola
• Online Access: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10380

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas ([e-mail]) on 2017-05-18T17:50:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 750884 bytes, checksum: 99b2352b2d6a7620b45cfacd734fa428 (MD5) === Made available in DSpace on 2017-05-18T17:50:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 750884 bytes, checksum: 99b2352b2d6a7620b45cfacd734fa428 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === A crescente demanda mundial por energia e a atual exigência de diminuição nos danos ambientais relativos ao uso de recursos não renováveis leva a busca por alternativas de fontes energéticas não convencionais e inovadoras. Entre as diversas fontes de energia renovável, os biocombustíveis tem se apresentado como uma alternativa técnica e economicamente viável. Atualmente, o biodiesel e o bioetanol são os biocombustíveis mais utilizados e disponíveis. Entretanto, ainda há necessidade de grande aumento na produção de biocombustíveis e a prospecção de novas fontes de biomassa deve ser feita. As microalgas são fontes promissoras, por serem muito eficientes na conversão de energia solar e compostos inorgânicos em biomassa. O dimensionamento, projeto e seleção de equipamentos para a produção e recuperação da biomassa microalgal depende da caracterização das propriedades reológicas do cultivo. Ainda, para otimizar a produção de biomassa em fotobiorreatores, torna-se importante conhecer a sensibilidade das células algais em relação às tensões de cisalhamento que ocorrem no escoamento. Assim, objetivou-se neste trabalho avaliar as propriedades reológicas de cultivos de Scenedesmus acuminatus BR003 e avaliar a resposta desta espécie às tensões hidrodinâmicas características de fotobiorreatores, em termos da viabilidade celular. Para isso, a cepa foi cultivada em fotobiorreatores airlift e a biomassa produzida foi adensada por meio de centrifugação, para que concentrações de 1,09 a 8,71 kg m -3 pudessem ser avaliadas. As análises de viabilidade foram feitas com duas concentrações também preparadas a partir da biomassa adensada (5 e 8,71 kg m -3 ) e um cultivo (0,67 kg m -3 ) com adição de goma xantana como espessante, para que maiores tensões fossem alcançadas. Verificou-se que os cultivos submetidos a taxas de deformação elevadas apresentam comportamento não newtoniano, com características de fluido dilatante. Nos níveis de biomassa estudados, houve pouco efeito da concentração de biomassa sobre as viscosidades aparentes e sobre as tensões de cisalhamento. Quanto à viiiviabilidade, verificou-se que houve efeito das tensões na maior concentração avaliada (8,71 kg m -3 ) e no cultivo com adição de espessante. Observou-se também que o decréscimo na viabilidade depende mais do nível de tensão a que as células ficaram expostas do que do tempo de exposição. === The world demand for energy and current requirement for reducing the environmental damage related to the use of non-renewable resources leads to search for alternative energy sources, unconventional and innovative. Among the various renewable energy sources, biofuels have been presented as a technically and economically feasible alternative. Currently, biodiesel and bioethanol are the most used and available biofuels. However, there is still great need for increase the biofuels production and the exploration of new sources of biomass must be made for this increase. Microalgae are a promising source of biomass for biofuel production because they are very efficient in the conversion of solar energy and inorganic compounds into biomass for various uses in the energy field. The sizing, design and selection of equipment for production and recovery of microalgal biomass depends on the characterization of the rheological properties of the culture. Furthermore, to optimize the production of biomass photobioreactors, it is important to know the sensitivity of the algal cells in relation to the shear stresses present in the flow. Thus, this study aimed to evaluate the rheological properties of cultures of Scenedesmus acuminatus BR003 and evaluate the effects of shear stress on cell viability. For this, the strain was cultivated in airlift photobioreactors and the biomass produced was condensed by centrifugation so that concentrations from 1.09 to 8.71 kg m -3 could be evaluated. The feasibility analyzes were performed with two concentrations also made through the condensed biomass (5 and 8.71 kg m -3 ) and a fresh culture (0.67 kg m -3 ) with the addition of xanthan gum as thickener, so that greater tensions were reached. It was found that cultures exposed to higher shear rates exhibit non- Newtonian behavior, with a shear-thickening fluid characteristic. In biomass levels studied there was a little effect of the concentration of biomass on the apparent viscosities and the shear stresses. About the viability, it was found that there was a effect of shear stress measured at the highest concentration (8.71 kg m -3 ) and xcultivation with addition of thickener. It was also observed that the decrease in viability is more dependent of the shear stress level at which cells are exposed than the exposure time.