00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Estudo do processo semicontínuo de tratamento do soro do leite utilizando microalgas em sistema aberto
Título(s) alternativo(s): Study of the semi-continuous process of whey treatment using microalgae in an open system
Autor(es): Santos, Jaqueline dos
Primeiro Orientador: Silva, Carlos Eduardo de Farias
metadata.dc.contributor.referee1: Almeida, Renata Maria Rosas Garcia
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Albanise Enide da
Resumo: A indústria de laticínios é um dos setores mais importantes da indústria alimentícia, gerando uma grande quantidade de efluentes, principalmente o soro do leite o qual possui altas concentrações de DQO (demanda química de oxigênio), NT (nitrogênio total) e FT (fosfato total). As microalgas são microrganismos fotossintéticos que possuem elevada eficiência na remoção desses contaminantes, podendo serem cultivadas em sistemas abertos e em semicontínuo o qual tem menor custo e maior flexibilidade. Nesse sentido, esse trabalho tem por intuito avaliar a utilização da microalga Tetradesmus obliquus LCE-01 no tratamento o soro do leite diluído em concentrações de 1 e 4 % em processo semicontínuo em sistema aberto sem aeração forçada e com iluminação constante de (100 µmol m-2 s-1). Para isso, o experimento de remediação foi realizado com um tempo de processo total de 16 dias (1 batelada de 7 dias e 3 ciclos semicontínuos de 3 dias) com TRV de 20, 40, 60 e 80 % em tempo de realimentação de 3 dias (configurando TRH de 15, 7,5, 5 e 3,75 dias, respectivamente) e, mantendo-se o pH entre 8 - 8,5. Os experimentos foram monitorados em relação a pH, peso seco celular, DQO, NT e FT. Em relação à DQO, valores residuais de 200 - 250 e 240 - 600 mg L-1, para 1 e 4 % do soro do leite se mostram ainda altos ao padrão europeu para lançamento de 125 mg L-1. Em relação a NT, valores residuais foram de 6 - 9,8 e 25 - 33 mg L-1 com taxa máxima de remoção de 80 e 60 % para 1 e 4 % respectivamente, com alguns experimentos respeitando o limite para lançamento de 10 - 15 mg L-1 e 70 – 80 % de taxa de remoção mínima. Para FT, os resíduos foram de 1 - 6 e 9 - 16 mg L-1, também em alguns experimentos se enquadrando na norma europeia para lançamento de 3,1 - 6,2 mg L-1, apesar de ter tido uma eficiência máxima de remoção de 70 e 30 % para 1 e 4 % de soro, respectivamente. Percebeu-se que o processo semicontínuo mostrou estabilidade de operação e que precisa de melhoramentos para remover uma maior quantidade de contaminante. Produziu-se entre 250 - 600 mg L-1 de peso seco celular, sendo os maiores valores obtidos para o soro do leite 4 %. Também se verificou a importância da manutenção diária do pH do sistema para valores entre 8 - 8,5 de forma a conservar de maneira efetiva as microalgas dentro do sistema. TRVs de até 40 % para todos os contaminantes obtiveram maiores taxas de remoção (exceção de 60 e 80 % para o soro do leite 1 % mas isso precisa ser reavaliado). Como sugestões de melhoramento do sistema, pode-se citar a inclusão de aeração forçada, maiores tempos de realimentação e inserção de bactérias ou fungos filamentos. Percebeu-se que a carga orgânica imposta com o soro diluído 4 % se mostrou em excesso, principalmente de NT e FT e etapas sequenciais podem ser necessárias para estabilização dos parâmetros residuais dos contaminantes.
Abstract: The dairy industry is one of the most important sectors of the food industry, generating a large number of effluents, mainly whey, which has high concentrations of COD (chemical oxygen demand), TN (total nitrogen), and TP (total phosphate). Microalgae are photosynthetic microorganisms that have high efficiency in removing these contaminants and can be grown in open and semi-continuous systems, which have lower costs and greater flexibility. In this sense, this work aims to evaluate the use of the microalgae Tetradesmus obliquus LCE-01 in the treatment of whey diluted in concentrations of 1 and 4 % in a semi-continuous process in an open system without forced aeration and with constant illumination of (100 µmol m-2 s-1). For this, the remediation experiment was carried out with a total process time of 16 days (1 batch of 7 days and 3 semi-continuous cycles of 3 days) with TRV of 20, 40, 60, and 80 % in a feedback time of 3 days. (setting HRT at 15, 7.5, 5, and 3.75 days, respectively) and keeping the pH between 8 - 8.5. The experiments were monitored for pH, cell dry weight, COD, TN, and TP. Regarding COD, residual values of 200 - 250 and 240 - 600 mg L-1, for 1 and 4 % of the whey, are still high according to the European standard for the release of 125 mg L-1 . Regarding TN, residual values were 6 - 9.8 and 25 - 33 mg L-1 with a maximum removal rate of 80 and 60 % for 1 and 4 % respectively, with some experiments respecting the release limit of 10 - 15 mg L-1 and 70 – 80 % minimum removal rate. For TP, the residues were 1 - 6 and 9 - 16 mg L-1, also in some experiments fitting the European norm for release of 3.1 - 6.2 mg L1 , despite having had a maximum efficiency removal of 70 and 30 % for 1 and 4 % serum, respectively. It was noticed that the semi-continuous process showed stability of operation and that it needs improvements to remove a greater amount of contaminant. Between 250 - 600 mg L -1 of cell dry weight was produced, with the highest values obtained for whey at 4 %. It also verified the importance of daily maintenance of the pH of the system to values between 8 - 8.5 to effectively conserve the microalgae within the system. TRVs of up to 40 % for all contaminants had higher removal rates (except 60 and 80 % for whey 1 % but needs to be reevaluated). As suggestions for improving the system, we can mention the inclusion of forced aeration, longer refeeding times, and insertion of bacteria or fungi filaments. It was noticed that the organic load imposed with the 4 % diluted whey was in excess, mainly of TN and TP and sequential steps may be necessary to stabilize the residual parameters of the contaminants.
Palavras-chave: Indústria de laticínios
Soro de leite – Tratamento
Tetradesmus obliquus (Microalga)
Biological treatment
Dairy industry
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: SANTOS, Jaqueline dos. Estudo do processo semicontínuo de tratamento do soro do leite utilizando microalgas em sistema aberto. 2023. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11841
Data do documento: 31-out-2022
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