Abstract:
Nesta tese procurou-se demonstrar a valoração do efluente do processamento de pescado por
incorporação dos nutrientes em Aphanothece microscopica Nägeli a diferentes temperaturas.
Para tanto o trabalho é composto de cinco artigos que objetivaram avaliar sob o ponto de vista
do tratamento do efluente pela cianobactéria Aphanothece e a separação e avaliação da
biomassa gerada. O primeiro artigo intitula-se “Influência da temperatura na remoção de
nutrientes do efluente da indústria de pescado por Aphanothece microscopica Nägeli”, e teve
por objetivo avaliar a influência da temperatura (10, 20 e 30ºC) em um sistema de tratamento
pela cianobactéria Aphanothece na remoção de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo do
efluente oriundo do processamento de pescado. A análise dos resultados mostrou que a
temperatura influenciou significativamente na remoção de DQO, NTK, N-NH4
+
e P-PO4
-3
.
Para os experimentos a 20 e 30ºC todos os limites estabelecidos para os parâmetros avaliados
foram atingidos. O segundo artigo intitulado “Efeito de coagulantes no efluente da indústria
da pesca visando à separação de biomassa quando tratado por cianobactéria” avaliou o efeito
da concentração e pH de dois tipos de coagulantes, cloreto férrico (FeCl3) e sulfato de
alumínio (Al2(SO4)3), na separação da biomassa da cianobactéria Aphanothece microscopica
Nägeli cultivada em efluente da indústria da pesca, assim como a remoção de matéria
orgânica e nutrientes do efluente. Os resultados indicaram que o coagulante FeCl3 foi mais
eficaz na remoção de todos os parâmetros testados. No que concerne à separação da biomassa,
com um número de seis lavagens foi removido cerca de 97,6% da concentração de FeCl3
adicionado inicialmente. O terceiro artigo com o título “Caracterização da biomassa de
Aphanothece microscopica Nägeli gerada no efluente da indústria da pesca em diferentes
temperaturas de cultivo” avaliou a composição química da biomassa da cianobactéria
Aphanothece microscopica Nägeli quando desenvolvida em meio de cultivo padrão BG11 e
no efluente do processamento de pescado. O quarto artigo teve como título “Influência do
meio de cultivo e temperatura em compostos nitrogenados na cianobactéria Aphanothece
microscopica Nägeli” objetivou avaliar o teor de compostos nitrogenados presentes na
biomassa da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli quando cultivada em meio
padrão e no efluente da indústria da pesca nas diferentes fases de crescimento. Para o estudo
da composição química e nitrogenados no efluente foram realizados experimentos nas
temperaturas de 10, 20 e 30ºC. As concentrações de proteína, cinzas e pigmentos aumentaram
com o aumento da temperatura. Por outro lado, foi observada uma redução do teor de lipídios
e carboidratos com o aumento da temperatura. O íon amônio juntamente com os ácidos
nucléicos representa uma importante fração do nitrogênio não protéico presente na biomassa
da cianobactéria Aphanothece. Ficou demonstrada a influência do meio de cultivo na
concentração de nitrogênio, bem como a determinação de proteína pelo método de Kjeldahl
superestima a concentração protéica em cianobactérias. O quinto artigo intitulado “Produção
de proteína unicelular a partir do efluente do processamento do pescado: modelagem preditiva
e simulação” avaliou a produção de proteína unicelular através do cultivo da cianobactéria
Aphanothece microscopica Nägeli no efluente da indústria da pesca. Os dados cinéticos de
crescimento celular foram ajustados a quatro modelos matemáticos (Logístico, Gompertz,
Gompertz Modificado e Baranyi). Os resultados demonstraram que o modelo Logístico foi
considerado o mais adequado para descrever a formação de biomassa. A análise preditiva
mostrou a possibilidade da obtenção de 1,66, 18,96 e 57,36 kg.m-3.d-1 de biomassa por
volume do reator em 1000 h de processo contínuo, para as temperaturas de 10, 20 e 30ºC,
respectivamente.
In this thesis we tried to demonstrate the valorization of the fish processing effluent by
nutrient incorporation in Aphanothece microscopica Nägeli in different temperatures. Thus,
the following work is composed of five articles, which aimed to evaluate under the effluent
treatment by cyanobacterium Aphanothece and the biomass harvest. The first article entitled
“Influence of temperature in nutrient removal of the fish processing effluent by Aphanothece
microscopica Nägeli”, aimed to determine the influence of temperature (10, 20 e 30ºC) on the
organic matter, nitrogen and phosphorus removal when the cyanobacterium Aphanothece
microscopica Nägeli is applied in fish industry effluent. It was showed the temperature has
significatively influence in COD, TKN, N-NH4
+
e P-PO4
-3 removal. The limits established by
Brazilian legislation were reached for the treatments at 20 e 30ºC. The second article, with the
title “Effect of coagulants in fish processing effluent for biomass harvesting when treated by
cyanobactera” evaluated the concentration and pH effect by two coagulants – ferric chloride
(FeCl3) and aluminum sulfate (Al2(SO4)3) – to recover the biomass of the cyanobacterium
Aphanothece microscopica Nägeli grown in fish industry effluent, and to remove organic
matter and nutrients from the effluent. The results showed the coagulant FeCl3 remove the
most the organic matter and nutrients. It was achieved 97,6% of FeCl3 residual removal with
six biomass washings. The third article with the title “Biomass characterization of
Aphanothece microscopica Nägeli cultivated in fish industry effluent in different
temperatures” focused on chemical composition of the cyanobacterium Aphanothece
microscopica Nägeli biomass when it was grown in BG11 media and fish processing effluent.
The fourth article has the title “Influence of medium and temperature on nitrogen compounds
concentration in the cyanobacterium Aphanothece microscopica Nägeli” and aimed to
evaluate the nitrogen compounds of the cyanobacterium Aphanothece microscopica Nägeli
biomass when it was cultivated in fish effluent and BG11 medium in the different growth
phases. The experiments were conduced at 10, 20 and 30ºC to study the chemical composition
and nitrogen compounds. The protein, ash and pigment concentration increased when
temperature increased. Nevertheless, it was observed a lipid and carbohydrate reduction when
the temperature increased. The ammonium ion and nucleic acids are an important fraction of
the non protein nitrogen. The influence of the medium on nitrogen concentration as well as
the protein determination by method of Kjeldahl overestimates the protein concentration in
cyanobacteria. The fifth article intitled “Single cell protein production from fish processing
effluent: predictive modeling and simulation” evaluated the production of single cell protein
through the cultivation of the cyanobacterium Aphanothece microscopica Nägeli in the fish
processing effluent. The growth data were fitted into four mathematic models (Logistic,
Gompertz, modified Gompertz and Baranyi). The results showed that the Logistic model was
considered the most appropriate to describe the microorganism growth. The predictive
analysis showed the possibility to obtain 1,66, 18,96 e 57,36 kg.m-3.d-1 of biomass in 1000 h
continuous process for 10, 20 and 30ºC, respectively.
