Produção de metano a partir de vinhaça e melaço em reatores UASB termofílicos, em dois estágios

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Desenvolvimento de estratégias de alimentação para produção de ramnolipídios por Pseudomonas aeruginosa LBI 2A1 em biorreator

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo de fluxos metabólicos na produção de Cefamicina C por Streptomyces clavuligerus

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Desenvolvimento de um biorreator rotativo para produção de enzimas celulolíticas por fermentação em estado sólido

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do desempenho de um reator anaeróbio compartimentado no tratamento de esgoto doméstico

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Investigação do tratamento de água de máquina de lavar roupa empregando reator biológico, em escala piloto, visando redução da concentração de fósforo para reúso não potável

This research aims at the study of treatment of clothes washing water through biological treatment, for the purpose of evaluating the reduction of phosphorus to make it suitable for a posterior treatment of physical-chemical. For this purpose it was employed a sequencing batch reactor, consisting of aerobic and anaerobic phases. During the project it was verified not only the reduction of phosphorus (removal of 30 to 50%) but also the reduction of BOD, COD, Turbidity and Nitrate (removal of 38 to 36%, 34 to 41%, 72,3 to 75% and 57,8 to 60% respectively), which demonstrates that the proposed treatment can assist advanced treatments of water for its non potable reuse

Cinética de crescimento do fungo termófilo Myceliophthora thermophila M. 7.7 em cultivo no estado sólido

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Secagem de biomassa bacteriana: rendimento, recuperação e produtividade

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Produção de lacases pelo fungo filamentoso de origem marinha Peniophora sp. CBMAI 1063 em biorreator de bancada

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Remoção de carbonatos para otimizar a biolixiviação de rejeito calcopirítico empregando consórcio de microrganismos

The bioleaching of chalcopyrite has not been applied on a commercial scale due to the low process efficiency, so this process has been extensively studied in recent years. The bioleaching of chalcopyrite tailings becomes even more difficult by the presence of higher amounts of impurities, among them are the carbonates. The presence of carbonates in the ore promotes the increase in pH of the solution and may inhibit the development of bioleaching. Therefore, this research aims to apply the acid treatment for optimization of bioleaching process, in order to recover the lost copper throughout the process besides reducing the content of this toxic metal in the tailings pond. The removal and recovery of toxic metals is very important in protecting the environment and human health. The bioleaching experiments were performed in two stages, the first made up using the pre-treated tailing with sulfuric acid in bioleaching, and the second was made using the tailing without treatment with sulfuric acid addition at the beginning of bioleaching. The acid treatment was carried out in bioreactors with three different volumes of H2SO4 96% and a control experiment. All bioleaching experiments were performed in triplicate over a control, without addition of inoculum. The results showed that acid treatment was effective in removal of carbonates and managed to promote a good performance in the bioleaching of chalcopyrite in both steps studied, it is demonstrated that circa 47% copper recovery can be achieved.

Remoção de carbonatos para otimizar a biolixiviação de rejeito calcopirítico empregando consórcio de microrganismos

The bioleaching of chalcopyrite has not been applied on a commercial scale due to the low process efficiency, so this process has been extensively studied in recent years. The bioleaching of chalcopyrite tailings becomes even more difficult by the presence of higher amounts of impurities, among them are the carbonates. The presence of carbonates in the ore promotes the increase in pH of the solution and may inhibit the development of bioleaching. Therefore, this research aims to apply the acid treatment for optimization of bioleaching process, in order to recover the lost copper throughout the process besides reducing the content of this toxic metal in the tailings pond. The removal and recovery of toxic metals is very important in protecting the environment and human health. The bioleaching experiments were performed in two stages, the first made up using the pre-treated tailing with sulfuric acid in bioleaching, and the second was made using the tailing without treatment with sulfuric acid addition at the beginning of bioleaching. The acid treatment was carried out in bioreactors with three different volumes of H2SO4 96% and a control experiment. All bioleaching experiments were performed in triplicate over a control, without addition of inoculum. The results showed that acid treatment was effective in removal of carbonates and managed to promote a good performance in the bioleaching of chalcopyrite in both steps studied, it is demonstrated that circa 47% copper recovery can be achieved.

Biocatálise aplicada à valorização de óleos alimentares usados

O crescente consumo de energia, bem como a possibilidade de esgotamento dos recursos não renováveis, tem fomentado a busca de fontes de energia alternativas. O biodiesel é um biocombustível obtido a partir de fontes renováveis e a sua utilização permite reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. Nos últimos anos tem-se produzido biodiesel a partir de óleos alimentares usados (OAU), sendo que com esta aplicação valoriza-se um resíduo e simultaneamente produz-se um combustível “verde”. O biodiesel é produzido através das reações de transesterificação e/ou esterificação entre triglicerídeos e/ou ácidos gordos livres e um álcool, na presença de um catalisador. O rendimento do processo está estritamente relacionado com o tipo de catalisador e as condições que este opera. O principal objetivo do presente trabalho consistiu na avaliação do efeito de alguns parâmetros operacionais no desempenho de uma lípase imobilizada (Novozyme® 435), nomeadamente: (i) índice de acidez do óleo, (ii) razão mássica de enzima/óleo e (iii) método regeneração da enzima com vista à sua reutilização. Também foi objeto de estudo do presente trabalho a produção em contínuo, num (bior)reator tubular de leito fixo, de ésteres metílicos de ácidos gordos (FAME) usando a referida enzima. Registou-se um aumento rendimento em com o incremento do índice de acidez do óleo usado, o que indicia que a enzima catalisa simultaneamente as reações de esterificação e transesterificação. Relativamente à razão mássica de enzima/óleo, dentro da gama testada verificou-se um aumento do rendimento em FAME com a concentração da enzima em meio reacional. Dos vários solventes testados, a aplicação de solvente tert-butanol na regeneração (com incubação) da enzima foi o que melhores resultados teve. Finalmente, os resultados obtidos no ensaio de produção de FAME num biorreator contínuo são motivadores, criando expectativas de uma possível aplicação industrial no futuro.

Remoção de fósforo pela cianobactéria aphanothece microscopia nageli em cultivos heterotróficos

Nesta dissertação foi demostrada a potencialidade da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli em cultivo heterotrófico para remover fósforo do efluente de laticínio, bem como o efeito da temperatura no bioprocesso. Para tanto o trabalho é composto por dois artigos. O primeiro intitula-se “Influência da temperatura na remoção de fósforo por Aphanothece microscopica Nägeli em biorreatores heterotróficos”, e teve por objetivo avaliar a eficiência da cianobactéria em remover heterotroficamente fósforo total dissolvido do efluente de processamento de laticínios. A análise dos resultados mostrou que a remoção de fósforo é independente de sua concentração no sistema, porém depende fortemente da temperatura. Ficou demostrado, que a remoção é altamente sensível a temperatura principalmente no intervalo de 10ºC – 20ºC e nessas condições a operacionalidade do biorreator deverá ser ajustada para manutenção da eficiência do processo. O segundo artigo tem como título “Dinâmica de remoção de fósforo por Aphanothece microscopica Nägeli em biorreatores heterotróficos” e avaliou a remoção das formas de fósforo reativo, fósforo hidrolisável, fósforo total e fósforo orgânico, total e dissolvida, bem como de DQO e NNTK nas temperaturas de 10ºC, 20ºC e 30ºC em 24 h, a fim de investigar a dinâmica de remoção de diferentes formas de fósforo do efluente de laticínio em biorreatores heterotróficos. Foi possível concluir que a fração de fósforo predominante no efluente de laticínio foi a orgânica dissolvida, seguida de fósforo reativo dissolvido. A cianobactéria foi capaz de remover formas simples de fósforo, como reativo e complexas, fósforo hidrolisável e orgânico, bem como DQO e N-NTK. No que se refere ao fósforo suspenso, foi verificado que as frações de fósforo orgânico suspenso e fósforo suspenso total apresentaram baixa remoção. Foi observado que no intervalo de 20ºC a 30ºC foi registrado o maior desempenho quanto à remoção de fósforo para um tempo de detenção hidráulica de 16 h. Nos experimentos realizados à temperatura de 20ºC foram registrados os melhores valores cinéticos resultando em uma máxima concentração celular de 0,84 g.L-1, velocidade máxima de crescimento de 8,64 dias-1 e produtividade de 3,85 g.L-1. dia-1. Assim, a análise dos resultados permite concluir que a remoção de fósforo, DQO e N-NTK em condições heterotróficas por Aphanothece microscopica Nägeli é rota em potencial para o tratamento de efluente de laticínio.

Produção de biogás a partir da co-digestão de resíduos da geração de energia

Aplicações de microalgas tem tornado esses micro-organismos importantes em pesquisas com fins tanto comerciais como energéticos. A biofixação de CO2 por microalgas é vista como uma forma economicamente viável e ambientalmente sustentável para mitigar as emissões de CO2 e geração de biomassa para obtenção de bioprodutos de alto valor agregado como os biocombustíveis. Na digestão anaeróbia da biomassa de microalgas a adição de um cosubstrato rico em carbono pode facilitar o processo de produção de biogás. O glicerol possui alta concentração de carbono orgânico e é solúvel em água. Neste sentido, a combinação de ambos os substratos pode solucionar um dos principais problemas para o processo de digestão, que reside no equilíbrio da razão (C/N). Co-digestão anaeróbia consiste na digestão anaeróbia de uma mistura de dois ou mais substratos com composições complementares. O objetivo do estudo foi avaliar a geração de biogás através da co-digestão anaeróbia de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e glicerol bruto. Para a realização do estudo foram construídos e operados sete biorreatores com volume útil de 1,5 L, alimentados com 5, 6, 10, 15 e 20 g.L -1 da mistura de biomassa de Spirulina e glicerol. A adição de diferentes quantidades de glicerol (5 e 10 g.L -1 ) foi utilizada como um suplemento na digestão anaeróbia em sistema de batelada. A razão C/N variou de 3,3×103 a 23,7. Os ensaios foram realizados a 35 °C, em reatores equipados com sistema de coleta de gás, alimentação e retirada do efluente líquido, operados em batelada sequencial. O efluente líquido dos reatores foi analisado quanto ao pH, nitrogênio amoniacal e alcalinidade. O volume de biogás produzido diariamente foi medido em gasômetro de frasco invertido. Em todos os ensaios, os valores médios de pH variaram de 7,0 a 7,3 e nitrogênio amoniacal de 62,02 a 1100,99 mg.L-1 . A alcalinidade do efluente variou entre 1133,37 e 3578,98 mg.L-1 CaCO3. Em todos os ensaios com adição de glicerol houve incremento na produção específica de biogás (0,16 – 0,24 d -1 ) quando comparado ao ensaio em que somente biomassa microalgal era alimentada no processo (0,03 L.d-1 ), demonstrando ser esta uma alternativa interessante para a produção de biocombustível e concomitante agregação de valor ao glicerol residual da produção de biodiesel.

Modelagem aplicada ao processo de biofixação de CO2 por microalgas

A fixação biológica de dióxido de carbono por microalgas é considerada a melhor forma de fixar CO2. Dentre os microrganismos utilizados destaca-se Spirulina platensis devido às suas altas taxas de fixação de CO2 e variedade de aplicações da biomassa gerada. A aplicação de modelos e simulações pode auxiliar na previsão de custos e na escolha das condições ideais de cultivo. Este trabalho teve como objetivo etsabelecer um modelo cinético no qual a iluminância é o fator limitante para o crescimento da microalga Spirulina platensis. A fim de validar o modelo proposto foi utilizada a microalga S. platensis, cultivada em meio Zarrouk modificado (NaHCO3 1,0 g.L-1 ), em biorreator aberto tipo raceway de 200L, mantido a 30°C, sob iluminação natural. A concentração celular variou de 0,19 a 0,34 g.L-1 e a velocidade específica de crescimento celular obtida a partir da regressão exponencial das curvas de crescimento de cada período iluminado variou de 0,55 a 0,59 d-1 . O modelo proposto gerou dados estimados satisfatórios (r2 =0,97). De acordo com os dados obtidos 16,2% da biomassa é consumida durante o período não iluminado.