Browsing by Author "Pereira, Hugo Galvão Caiano"
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- Biotechnological applications of a promising marine chlorophyte (Tetraselmis SP. CTP4): a biorefinery approachPublication . Pereira, Hugo Galvão Caiano; Varela, J.; Gouveia, Luísa; Barreira, LuísaTetraselmis sp. CTP4 was selected from a bioprospection screening as a promising candidate for industrial cultivation and exploitation of different biotechnological applications. At lab-scale, several experiments revealed that this strain is highly robust to environmental conditions, has the ability to accumulate significant amounts of lipids under nitrogen depletion, displays also high growth and sedimentation rates. In collaboration with Allmicroalgae (Algafarm, Secil, Leiria, Portugal), experiments at industrial-scale in 100-m3 tubular photobioreactors showed that this strain is able to attain promising areal productivities, remaining a monoalgal culture throughout the whole trial. Thereafter, a low-cost pilot-scale harvesting system enabled the recovery of 97% of the total biomass by natural sedimentation, reducing the harvesting costs by 93%. Biochemical characterization of industrially produced biomass revealed a high content of proteins and dietary fibres as well as interesting levels of chlorophyll, carotenoids and vitamins, whereas microbial pathogens and contaminants analysed were absent from the biomass. Later, upon the development of a biorefinery platform, the wet biomass was extracted with ethanol and fractionated using a liquid-liquid triphasic system, leading to four different streams: non-polar (NP), colloidal (CP) and water (WP) phases as well as the residual biomass (RB) leftover of the ethanolic extraction. The CP was characterized as a source of high value molecules, while the NP, WP and RB were successfully upgraded into biodiesel, bioethanol and biogas, respectively. The RB was also tested as an ingredient for juvenile seabream, showing to be a promising substitute to replace soybean meal in aquafeeds. Overall, Tetraselmis sp. CTP4 was successfully produced at industrial scale, a low-cost harvesting system was established, and the produced biomass had a promising composition suitable for prospective nutritional applications. In addition, the biorefinery approach implemented led to the production of different streams that were effectively upgraded into different bioproducts, namely biofuels and aquaculture feed.
- Desenvolvimento e optimização de um meio de cultura para produção de biomassa algal em larga escalaPublication . Pereira, Hugo Galvão Caiano; Lamela, TeresaO meio de cultura apresenta um custo significativo no cultivo de diversas espécies de microalgas. Com o intuito de reduzir os custos finais de todo o processo de produção de biomassa algal, desenvolveu-se e optimizou-se um meio de cultura para duas espécies de ambientes aquáticos distintos: Nannochloropsis oculata e Chlorella sp. Este meio foi constituído por três soluções: solução de macronutrientes, solução comercial concentrada de oligoelementos (AM), e suplementação de ferro. Uma vez optimizado o meio de cultura, com as concentrações ideais dos seus constituintes, procedeu-se ao teste, no exterior, em fotobiorreactores do tipo “Green Wall”. Constatou-se com este trabalho que o meio desenvolvido registou sempre melhores resultados que o meio de Walne, o meio de referência. No entanto, os resultados obtidos mostram que a solução AM não apresenta benefícios significativos no crescimento das culturas de ambas as espécies. Porém, a suplementação de ferro em Chlorella sp registou diferenças significativas na taxa de crescimento, mostrando a importância deste nutriente nos cultivos desta espécie. Verificou-se ainda que os oligoelementos existentes nos meios de cultura testados não apresentam benefícios significativos no crescimento de ambas as espécies. Assim sendo, nos cultivos de N. oculata, pode-se utilizar apenas a solução de macronutrientes, suplementada com a solução de ferro nos cultivos de Chlorella, permitindo assim reduzir os custos finais de produção e operação. Realizou-se também uma avaliação e comparação do perfil de ésteres metílicos dos ácidos gordos (EMAG), obtidos após esterificação do óleo de ambas as espécies estudadas para produção de biocombustíveis. Conclui-se que ambas as espécies apresentam um perfil de EMAG com boa capacidade para produção de biocombustíveis, nomeadamente biodiesel e bioquerosene. Embora a estirpe de Chlorella estudada apresente um perfil preferível quanto à composição química dos seus EMAG, N. oculata revela maior potencial na sua produção em larga escala, registando uma concentração de EMAG totais significativamente superior na produção de ambos os biocombustíveis.