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The mathematical modeling of fermentative processes is presented as a tool for improving and understanding of such processes, which has the main objective to predict predicting the dynamics of the process. Besides, the models allow organizing the information about the process in a simultaneously and organized way. However, there is a lack of specific models to describe and predict fermentations through the various modifications made to enhance the process performance. In the present work, the modeling and simulation of 4 case studies (3 of them from previous works) were developed and analyzed to predict the growth of microorganisms when culture conditions influence part of the process. For this purpose, the influence of the application of the magnetic field and the illuminance on the growth of the microalgae Spirulina sp. was evaluated. For the Saccharomyces cerevisae yeast, the influence of the application of magnetic field, agitation and aeration on its growth, substrate consumption and, glutathione yields were evaluated and, for yeast Phaffia rhodozyma cultivated without the influence from external factors, its growth, substrate consumption, and carotenoid yield was evaluated. The estimation of the parameters of the model equations was performed by a hybrid combination of the optimization particle swarm and the nonlinear least-squares algorithm. Experimental data were used to validate the models and demonstrate their accuracy and reliability. The growth model of Spirulina sp., which takes into account the influence of the magnetic field and illuminance, presented a higher predictive power when compared to the Verhulst model, presenting the best fit for the growth curve of this microorganism. The use of artificial neural networks to predict Saccharomyces cerevisae growth by application of the magnetic field, the agitation and the aeration showed a high capacity of predicting the experimental data, being able to entirely evaluate the influence of these variables in the process. The proposed model to evaluate the interaction between the microorganism and the substrate proved to be effective to predict and describe the substrate consumption for submerged fermentation, when compared to the Pirt equation, demonstrating that the microorganism/substrate interaction needs investigation. Phaffia rhodozyma yeast growth as well as substrate consumption were better described and predicted using the Contois equation and the proposed model for substrate consumption, respectively. Models for bioproducts such as carotenoids produced by Phaffia rhodozyma need further study to improve their predictive capacity. Further, the results also demonstrated that the development of models that consider the effects of culture conditions is of utmost importance to describe more accurately the real processes. A modelagem matemática de processos fermentativos apresenta-se como uma ferramenta de melhoria e auxílio no entendimento de tais processos, tendo por objetivo fundamental a predição da dinâmica do processo. Além disso, os modelos permitem organizar as informações a respeito do processo em conjunto e de forma coerente. Entretanto, há uma escassez de modelos específicos para descrever e predizer fermentações mediante as diversas modificações realizadas para melhorar a performance do processo. No presente trabalho, a modelagem e a simulação de 4 estudos de caso (sendo 3 de trabalhos anteriores) foram desenvolvidas e analisadas para predizer o crescimento de microrganismos quando as condições de cultivo influenciaram parte do processo. Para isso, avaliou-se a influência da aplicação de campo magnético e iluminância no crescimento da microalga Spirulina sp., para a levedura Saccharomyces cerevisae avaliou-se a influência da aplicação de campo magnético, agitação e aeração em seu crescimento, consumo de substrato e obtenção de glutationa e, para a levedura Phaffia rhodozyma cultivada sem influência de fatores externos, avaliou-se seu crescimento, consumo de substrato e obtenção de carotenoides. A estimação dos parâmetros das equações dos modelos foi realizada por meio de combinação híbrida de otimização por enxame de partículas e algoritmo de mínimos quadrados não-lineares. Foram utilizados dados experimentais para validar os modelos e demonstrar sua precisão e confiabilidade. Os resultados demonstraram que os modelos propostos apresentam maior poder de predição para os processos estudados, quando comparados com aqueles encontrados na literatura. O modelo para crescimento da Spirulina sp. que leva em consideração a influência de campo magnético e iluminância apresentou um maior poder de predição quando comparado ao modelo de Verhulst, apresentando os melhores ajustes para a curva de crescimento desse microrganismo. O uso de redes neuronais artificiais para a predição de crescimento de Saccharomyces cerevisae mediante aplicação de campo magnético, agitação e aeração, apresentou uma elevada capacidade para a predição dos dados experimentais, sendo capaz de avaliar a influência dessas variáveis no processo como um todo. O modelo proposto para avaliar a interação entre o microrganismo e o substrato mostrou-se mais eficaz para prever e descrever o consumo de substrato para fermentações submersas, quando comparado à equação de Pirt, demonstrando que a interação microrganismo/substrato necessita de investigação. O crescimento da levedura Phaffia rhodozyma, assim como o consumo de substrato, foram melhores descritos e preditos por meio da equação de Contois e do modelo proposto para o consumo de substrato, respectivamente. Modelos para obtenção de bioprodutos, como os carotenoides produzidos pela Phaffia rhodozyma necessitam de estudos mais aprofundados para melhorar a sua capacidade de predição. Além disso, demonstraram que o desenvolvimento de modelos que considerem os efeitos das condições de cultivo torna-se extremamente importante para descrever com maior fidelidade os processos reais.

Mestrado em Engenharia Alimentar - Qualidade e Segurança Alimentar - Instituto Superior de Agronomia The microbial production of lipids and carotenoids is influenced by the experimental culture conditions, such as the initial pH of the medium, the temperature and the agitation. In this work we study the influence of pH, temperature and agitation on the production of fatty acids and carotenoids by the yeast Rhodosporidium toruloides NCYC 921, cultivated in shake flasks. The maximum production of carotenoids (3,66 μg.L-1.h-1) occurred at pH 4,5; temperature 30ºC and 150 rpm agitation. The maximum production of fatty acids was obtained at pH 4,0 (0,02g.L-1.h-1), at a temperature of 30ºC (0,01g.L-1.h-1) and 120 rpm agitation (0,01 g.L-1.h-1). The optimization of culture conditions allowed for producing biodiesel and carotenoids more profitably Este trabalho foi financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade- COMPETE e por Fundos Nacionais através da FCT- Fundação para a Ciência e a Tecnologia, âmbito do projecto CAROFUEL PTDC/AAC-AMB/116534/2010 “NOVO PROCESSO DE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE BIODIESEL: A BIOREFINARIA DA LEVEDURA RHODOTORULA GLUTINIS COMO FONTE DE BIODIESEL, BIOGÁS E CAROTENÓIDES

As microalgas são micro-organismos fotossintetizantes de grande importância, uma vez que sintetizam biocompostos de alto valor agregado. Os ácidos gordos de microalgas podem ser produzidos tanto de forma autotrófica quanto heterotrófica e sua síntese ocorre no cloroplasto. O objetivo do presente trabalho é realizar uma breve revisão sobre os ácidos gordos poli-insaturados produzidos por microalgas, enfatizando a influência das condições de cultivo das microalgas, síntese e metabolismo para a produção de ácidos gordos. Esta revisão aborda alguns trabalhos desenvolvidos pelo grupo do LEB e, enfoca os seguintes itens: microalgas, conteúdo lipídico das microalgas, síntese e metabolismo de ácidos gordos, influência das condições de cultivo das microalgas na produção de lipídios e perfil de ácidos gordos. Microalgae are photosynthetic micro-organisms of great importance, since they are capable of synthesizing high value biocompounds. Fatty acids of microalgae can be produced both by autotrophic and heterotrophic pathways, and are synthesized in the chloroplast. The aim of this study is to perform a brief review of the polyunsaturated fatty acids produced by microalgae, emphasizing the influence of culture conditions, synthesis and metabolism for the production of fatty acids. This review discusses some of the work undertaken by the group LEB, and focuses on the following items: microalgae, lipid content of microalgae, fatty acid synthesis and metabolism, influence of culture conditions of microalgae for the production of lipids and fatty acid profile.

O crescimento celular da microalga Haematococcus pluvialis e a bioprodução de carotenoides são influenciados pelas diferentes condições de cultivo. Dentre os corantes naturais, a astaxantina tem importante aplicação farmacêutica, cosmética e na indústria de alimentos. Este pigmento além de colorir, possui propriedades biológicas, dentre elas a atividade antioxidante. A produção de astaxantina através do cultivo de H. pluvialis pode alcançar até 4% do peso seco da microalga. O objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento celular, bem como a produção de carotenoides pela microalga Haematococcus pluvialis em diferentes condições de cultivo e a atividade antioxidante dos extratos carotenogênicos. Foram utilizados os meios autotróficos Blue Green-11 (BG-11), BAR (Barbera Medium) e BBM (Bold Basal Medium) e os meios mixotróficos BBM e glicose e BBM e acetato de sódio, empregando 10 ou 20% de inóculo em pHs iniciais de 6, 7 ou 8, aeração de 0,30 L.min-1 , sob iluminância de 6 Klx, 24±1ºC durante 15 dias em fotobiorreatores de 1 L. A concentração celular foi avaliada diariamente através de leitura de absorvância a 560 nm. A ruptura celular foi realizada através de 0,05 g de células secas com 2 mL de dimetilsulfóxido e a concentração de carotenoides totais determinada a partir de leitura espectrofotométrica a 474 nm. Os meios de cultivo BG-11, BBM e glicose e BBM e acetato de sódio apresentaram, respectivamente, o maior crescimento celular e produção de carotenoides totais de 0,64, 1,18 e 0,68 g.L-1 , e 3026,66, 2623,12 e 2635,38 µg.g-1 , empregando 10% de inóculo em pH inicial de 7. Com base nesses resultados, foram selecionados esses três meios para dar continuidade ao trabalho. O meio de cultivo BBM e acetato de sódio obteve o melhor valor de concentração celular máxima, com 1,29±0,07 g.L-1 e de carotenoides totais 5653,56 µg.g-1 empregando pH inicial de 7 e concentração de inóculo de 20%. Este meio foi selecionado para a realização dos cultivos com injeção de 30 % de CO2 uma vez ao dia durante 1 hora, realizados durante 22 dias, em pH inicial de 7 e 20% de inóculo, com 30% de injeção de CO2 uma vez ao dia durante 1 hora. Nestas condições o crescimento celular alcançou o máximo de 1,13 g.L-1 (10 dias), carotenoides totais específicos de 2949,91 µg.g-1 e volumétricos de 764,79 µg.g-1 .L-1 (22 dias). A capacidade antioxidante dos extratos carotenogênicos também foi avaliada pelos métodos DPPH, FRAP e ABTS, não sendo possível quantificá-la através do DPPH e FRAP. Por outro lado, utilizando o método ABTS, em 90 minutos de reação, o poder de inibição encontrado foi de 35,70 % μg-1 . Assim, a condição que mais se destaca é a utilização do meio de cultivo BBM e acetato de sódio, com pH inicial 7, com 20% de inóculo, 0,30 L.min-1 de aeração, 6 Klx e 24±1ºC, uma vez que o crescimento celular e a bioprodução de carotenoides foi significativamente superior quando comparada às demais condições estudadas. Além disso, os carotenoides produzidos pela H. pluvialis, nesta condição, apresentaram capacidade antioxidativa. Haematococcus pluvialis microalgae cell growth and carotenoid bioproduction are influenced by different culture conditions. Among the natural pigments, astaxanthin has important application in pharmaceutical, cosmetic and food industry. In addition to coloring, such pigment has biological properties, among which is antioxidant activity. Production of astaxanthin by cultivating H. pluvialis can reach up to 4% of the microalgal dry weight. This study was aimed at evaluating cell growth and carotenoid production by H. pluvialis microalgae in different culture conditions as well as the antioxidant activity of carotenogenic extracts. Blue Green-11 (BG-11), BAR (Barbera Medium) e BBM (Bold Basal Medium) autotrophic media in addition to BBM and glucose and BBM and sodium acetate mixotrophic media were used, employing 10 or 20% of inoculum at initial pH levels of 6, 7 or 8, aeration of 0.30 L.min-1 , under illumination of 6 Klx, 24±1°C for 15 days. Cell concentration was assessed daily by reading absorbance at 560 nm. Cell disruption was performed using 0.05g of dried cells with 2 mL of dimethyl sulphoxide and the concentration of total carotenoids was determined using a spectrophotometer at 474 nm. The growth media BG-11 (Blue , BBM and glucose and BBM and sodium acetate showed respectively the highest cell growth and production of total carotenoids of 0.64, 1.18 and 0.68 g.L-1 , and 3026.66, 2623.12 and 2635. 38 µg.g-1 , using 10% inoculum of initial pH 7. Based on such results, these three media were selected to continue the study. BBM and sodium acetate culture medium gave the best value of maximum cell concentration, with 1.29 g.L-1 , and of total carotenoids, 5653.56 μg.g-1 , using initial pH of 7 and inoculum concentration of 20%. This medium was selected for carrying out the cultivation with injection of CO2, for 22 days, at initial pH of 7 and 20% of inoculum, 30% of CO2 injection for 1 hour once a day. Accordingly, cell growth reached a maximum of 1.13 g.L-1 (10 days), specific total carotenoids of 2949.91 and volumetric total carotenoids of 764.79 μg.g-1 .L-1 (22 days). The antioxidant activity of carotenogenic extracts was also measured by DPPH, FRAP and ABTS methods, but it was not possible to quantify it by DPPH and FRAP. Moreover, with the ABTS method the power of inhibition was found to be 35,70% μg -1 after 90 minutes of reaction. Thus, the culture condition that standed out was using the medium BBM and sodium acetate, initial pH 7, 20% inoculum, 0.30 L.min-1 aeration, 6 Klx and 24±1°C, since the cell growth and bioproduction of carotenoids were significantly higher than the other conditions studied. Furthermore, carotenoids produced by H. pluvialis in this condition showed antioxidant activity.

Nesta tese foi demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente oriundo de uma indústria de laticínios. Para tanto, o trabalho é composto de quatro artigos que objetivaram avaliar a produção de carboidratos em função da temperatura, inóculo e razões C/N e N/P do elfluente, bem como a possibilidade de reúso da água residuária. Foram utilizadas temperaturas de (10, 20 e 30ºC) e inóculo (100, 200 e 300 mg.L-1). A melhor condição indicada foi quando utilizou-se a temperatura de 30°C e 200 mg.L-1 de inóculo. Na sequência, considerando a temperatura e a concentração celular selecionada, foi estudada a influência das razões C/N e N/P na produção de carboidratos. Para tal, C/N (20, 40 e 60) e N/P (5, 10 e 15) na produção de carboidratos extracelulares foram avaliadas em cultivos a 30°C, tendo como inóculo 200 mg.L-1. Os melhores resultados obtidos, foram quando foi utilizado C/N 60 e N/P 10. Uma vez definidas as melhores condições de produção de carboidratos, foi estudado o processo de separação de biomassa do meio de cultivo, a partir dos coagulantes FeCl3, Al2(SO4)3 e tanino. O efeito dos coagulantes na separação da biomassa foram estudados, quanto ao pH (6,0, 7,0 e 8,0) e concentração de coagulantes (50, 300 e 550 mg.L-1), utilizando como parâmetro de medida, a eficiência de remoção de DQO, turbidez e sólidos suspensos (SS). Os resultados demonstraram que as concentrações de coagulantes influenciaram significativamente ao nível de significância de 5 %, na separação da biomassa, com eficiência significativa na remoção da DQO, turbidez e SS. A melhor condição avaliada foi a que utilizou tanino na concentração de 300 mg.L-1 e pH 7,0, o que resultou em uma água residuária com remoção média de 96 % da turbidez, com potencial de ser reutilizada. Por fim, foi realizada a identificação de carboidratos gerados por Aphanothece microscopica Nägeli. Os resultados evidenciaram uma biomassa com até 33,5 % de carboidratos totais, perfazendo uma fração de carboidratos extracelulares, na fase estacionária de crescimento celular, de aproximadamente 25 % e 8 % os carboidratos da parede celular. Ficou demonstrado ainda que a composição dos carboidratos extracelulares do microorganismo em estudo é constituído por mono e dissacarídeos perfazendo concentrações na ordem de 12,88 % de glicose, 3,54 % de rafinose, 3,43 % sacarose, 2,13 % de frutose e 2,45 % de ribose. Ficou demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli quando cultivada no efluente da indústria de laticínios. In this thesis, the production potential of carbohydrates by Aphanothece microscopica Nägeli cultured in the effluent coming from a dairy industry is demonstrated. Thus this work consists of four articles that focused on evaluating the production of carbohydrates as a function of temperature, inoculum concentration and C/N and N/P ratios, and the possibility of reuse of wastewater. Temperatures used were (10°C, 20°C and 30°C) and inoculum concentration of (100, 200 and 300 mg.L-1). The best condition indicated is when a temperature of 30°C and 200 mg.L-1 inoculum was used. In sequence, considering the temperature and cell concentration selected, the influence of C/N and N/P ratios in the production of carbohydrates was studied. For this purpose C/N (20, 40 and 60) and N/P (5, 10 and 15) in the production of extracellular carbohydrates were evaluated in cultures at 30°C, with the inoculum 200 mg.L-1. The best results were obtained when C/N 60 and N/P 10 were used. Once the best conditions for production of carbohydrates was defined, the process of separation of biomass from the medium, from the coagulants FeCl3, Al2(SO4)3 and tanino was studied. The effect of anticoagulants on the separation of the biomass was studied, for pH and coagulants concentration, using as a measurement parameter the efficiency of COD removal, turbidity and suspended solids (SS). The results showed that the coagulant concentration significantly influences, at a significance level of 5 %, the separation of biomass, with significant efficiency in the removal of COD, turbidity and SS. The best condition evaluated used tannin 300 mg.L-1 pH 7.0, resulting in a wastewater with an average of 96 % removal of turbidity, with the potential to be reused. Finally, the identification of carbohydrates generated by Aphanothece microscopica Nägeli was performed. The results showed a biomass with up to 33.5 % carbohydrates, comprising a carbohydrate fraction of the extracellular mucilaginous capsule in stationary phase of cell growth of approximately 25 %, 8 % in the cell wall and total carbohydrates of 33.5 %. It was further demonstrated that the carbohydrate composition of the extracellular micro-organism under study consists of mono-and disaccharides in the range of concentrations amounting to 12.88 % glucose, 3.54 % raffinose, 3.43 % sucrose, 2.13 % fructose and 2.45 % ribose. The production potential of carbohydrates by Aphanothece microscopica Nägeli was demonstrated when cultured in the effluent from the dairy industry. O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da temperatura e inóculo na produção de carboidratos extracelulares em cultivos de Aphanothece microscopica Nägeli no efluente de laticínios. Os cultivos foram conduzidos heterotroficamente em biorreatores de coluna de bolhas, pH ajustado a 7,6, em sistema isotérmico, ausência de luz e aeração contínua de 1 VVM. Realizou-se um planejamento experimental fatorial com três níveis (32 ), com os fatores: temperatura de cultivo (10°C, 20°C, e 30°C) e inóculo (100 mg.L-1; 200 mg.L-1; 300 mg.L-1). Considerou-se como resposta a produção de carboidratos extracelulares, bem como avaliação da cinética de crescimento celular. As variáveis dependentes foram monitoradas a cada 4 h durante as fases de crescimento do micro-organismo. Foi demonstrado o efeito da temperatura e da concentração do inóculo na produção de carboidratos. Os melhores resultados, foram obtidos para os cultivos nos quais foram, utilizadas concentrações de inóculo de 200 mg.L-1 e temperatura de 20°C. Nestas condições foram registradas velocidades específicas máximas de crescimento de 0,36 h-1, resultando em produtividades em biomassa de 160,25 mg. L-1.h-1. Os resultados demonstraram que as maiores produções de carboidratos extracelulares foram registrados na fase estacionária de crescimento celular nas temperaturas superiores dos cultivos, com produtividades de 0,80 mg L-1. h-1 (200 mg.L-1 20°C), 1,07 mg L-1.h-1 (200 mg.L-1 30°C) e 0,97 mg L-1.h-1 (300 mg.L-1 30°C) para os experimentos 5, 8 e 9, respectivamente. Em face aos resultados obtidos, ficou demonstrado o potencial do efluente de laticínios para a produção de biomassa microalgal e carboidratos extracelulares. A manipulação da temperatura da reação e inóculo inicial pode ser considerada uma estratégia viável para a produção de carboidratos extracelulares por Aphanothece microscopica Nägeli. The work aimed to evaluate the effect of temperature and concentration of inoculum in the production of extracellular carbohydrates in cultures of Aphanothece microscopica Nägeli in dairy effluents. The cultures were conducted heterotrophically in bubble column bioreactors with the pH adjusted to 7.6, in an isothermal system, in the absence of light and continuous aeration of 1 VVM. A factorial experimental design with three levels (32 ) was conducted with the factors: growth temperature (10°C, 20°C and 30°C) and inoculum concentration (100 mg.L-1, 200 mg.L-1, 300 mg L-1). The production of extracellular carbohydrates and evaluation of the kinetics of cell growth were considered as response. The dependent variables were monitored every 4 hours during the growth phase of the micro-organism. The effect of temperature and concentration of the inoculum on the production of carbohydrates was demonstrated. The best results were obtained from cultures in which inoculum concentrations of 200 mg L-1 and 20°C were used. Under these conditions, maximum specific growth velocities of 0.36 h-1 were recorded, resulting in a biomass yield of 160.25 mg L-1.h-1. The results showed that the greatest production of extracellular carbohydrates were recorded in the stationary phase of cell growth at temperatures greater than that of the cultures, with yields of 0.80 mg L- 1 .h-1 (200 mg L-1 20 ° C), 1.07 mg L-1.h-1 (200 mg.L-1 30° C) and 0.97 mg.L-1.h-1 (300 mg.L-1 30° C) for experiments 5, 8 and 9, respectively. In view of the results, the potential of the dairy effluents in producing microalgal biomass and extracellular carbohydrates was demonstrated. The Manipulation of the reaction temperature and concentration of inoculum can be considered a viable strategy for the production of extracellular carbohydrate by the Aphanothece microscopica Nägeli. Neste trabalho foi investigado a relação C/N e N/P na produção de carboidratos extracelulares por Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente da indústria de laticínios. Os cultivos foram conduzidos heterotroficamente em biorreatores tipo coluna de bolhas, pH ajustado a 7,6, reator isotérmico operando na temperatura de 30ºC e tempo de retenção celular de 24 h com concentração celular de 200 mg. L-1. Os cultivos foram realizados com o ajuste das razões C/N e N/P do efluente, tomando como base as relações DQO/N-NTK e N-NTK/P-PO4 -3 previamente determinadas no efluente. A razão C/N foi ajustada com glicose e a N/P com fosfato dissódico. Foram realizados 9 experimentos, em triplicata, totalizando 27 experimentos seguindo um planejamento fatorial (32 ). As variáveis independentes foram razões C/N (20, 40 e 60) e N/P (5, 10 e 15) sob as variáveis dependentes produção e produtividade de carboidratos extracelulares. A melhor condição para produção e produtividade de carboidratos extracelulares, foi registrada quando o efluente foi ajustado a C/N 60 e N/P 10, com máximos de 24,87 mg. L-1 e produtividades de 0,96 mg L-1.h-1. Foram constatadas velocidades máximas de crescimento de 0,22 h, tempo de geração 3,10 h-1, não diferindo ao nível de confiança de 95 % dos experimentos com C/N 20 e N/P 10 (experimento 2). No entanto, a concentração de biomassa apresentou diferença significativa (p ≤ 0,05), indicando que nas maiores razões de C/N 60 e N/P 10, tem-se as maiores produções de carboidratos extracelulares porém não as maiores concentrações de biomassa microalgal. In this work the C/N and N/P ratios were investigated in the production of extracellular carbohydrates by Aphanothece microscopica Nägeli cultured in effluent from the dairy industry. The cultures were conducted heterotrophically in bubble column bioreactors, adjusted to pH 7.6, in an isothermal reactor operating at 30ºC and hydraulic detention time of 24 hours with cell concentration of 200 mg. L-1. The cultures were performed with the adjustment of the C/N and N/P ratios of the effluent, based on the relationships COD/N-TKN and N-TKN and P-PO4 -3 priory defined in the effluent. The C/N ratio was adjusted with glucose and N/P with disodium phosphate. 9 experiments were performed in triplicate, totaling 27 experiments following a (32 ) factorial design. The independent variables were C/N (20, 40 and 60) the N/P ratio (5, 10 and 15) under the dependent variables production and yield of extracellular carbohydrates. The optimum conditions for production and productivity of extracellular carbohydrates, was recorded when the effluent was adjusted to C/N 60 and N/P 10, with maximum of 24.87 mg L-1 and yield of 0.96 mg L-1.h-1. Maximum growth speeds of 0.22 h were observed, generation time, 3.10 h-1 not differing from the confidence level of 95 % of experiments with C/N 20 and N/P 10 (experiment 2). However, the biomass concentration was significantly different, indicating that at higher ratios C/N 60 and N/P 10 have the greatest production of extracellular carbohydrates but not the highest concentrations of microalgal biomass. O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito dos coagulantes cloreto férrico, sulfato de alumínio e tanino na separação de biomassa gerada no efluente da indústria de laticínios e reúso da água residuária. Os cultivos foram conduzidos heterotroficamente usando o efluente de laticínios como meio de cultura em biorreatores de coluna de bolhas nas condições de inóculo de 200 mg. L-1, pH ajustado a 7,6, reator isotérmico operando na temperatura de 30ºC e tempo de detenção hidráulico de 16 h, C/N 60 e N/P 10. A definição da melhor condição para a separação da biomassa foi obtida, utilizando um planejamento experimental fatorial com três níveis (32 ), com os fatores: concentração do coagulante (50 mg L-1; 300 mg L-1; 550 mg L-1) e pH (6,0; 7,0; 8,0) realizados para os três coagulantes. Os ensaios foram realizados em Teste de Jarros, agitação rápida de 110 rpm/30s, lenta de 50 rpm/10s e tempo de sedimentação de 15 min. Foram consideradas como respostas: demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NNTK), fósforo (P-PO4 -3), turbidez, sólidos suspensos (SS), ST (sólidos totais), SF (sólidos fixos) e SV (sólidos voláteis). No tratamento terciário, visando o reúso do efluente, foi utilizado um sistema de microfiltração constituído por membrana de poli(imida), diâmetro externo das fibras entre 0,6 e 1,0 mm e diâmetro médio de poros na superfície externa entre 0,1 e 0,4 µm. O efluente após tratamento com a cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli, ação do coagulante e membrana filtrante foi caracterizado segundo os parâmetros de reúso em sistemas de refrigeração, bem como comparado à Portaria 518 do Ministério da Saúde/2004 para potabilidade de água. Nas condições experimentais foi possível concluir que o tipo de coagulante, concentração e pH do efluente influenciam significativamente, ao nível significância de 5 % de probabilidade na separação da biomassa de Aphanothece, constatado através dos parâmetros considerados como respostas. Os resultados indicaram aumento da eficiência de remoção dos parâmetros respostas, quando utilizou-se tanino, seguido do FeCl3 e Al2(SO4)3. A melhor condição indicada foi 300 mg. L-1 de tanino em pH 7,0 na separação da biomassa com eficiência de remoção de DQO, Turbidez e SS de até 91 %, 96 % e 96 %. No que se refere ao reúso da água residuária, os resultados demonstraram que a associação do tratamento por Aphanothece, coagulantes e microfiltração é eficaz quando se visa o reúso do efluente de laticínios e se adéqua as características de potabilidade da água. The study aimed to evaluate the effect of ferric chloride, aluminum sulphate and tannin coagulants in the separation of the biomass generated in the effluent from the dairy industry and reuse of wastewater. The cultures were conducted heterotrophically using dairy effluents as culture medium in bubble column bioreactors under the following conditions, inoculum concentration of 200 mg L-1, pH adjusted to 7.6, isothermal reactor operating at a temperature of 30°C and a hydraulic retention time of 16 hours, C/N 60 and N/P 10. The definition of the optimum conditions for the separation of biomass was obtained using a factorial experimental design with three levels (32 ), with factors: coagulant concentration (50 mg L-1, 300 mg L-1, 550 mg L-1) and pH (6.0, 7.0, 8.0) performed for the three coagulants. Assays were performed in test jars, rapid stirring of 110rpm/30s, and slow stirring at 50 rpm/10s and a settling time of 15 minutes. Chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TKN-N), phosphorus (PPO4 -3), turbidity, suspended solids (SS), TS (total solids), FS (fixed solids) and VS (volatile solids) were considered as responses. In the tertiary treatment, in order to reuse the waste water, a microfiltration system comprising a membrane of poly (imide) was used, with an external diameter of the fibers between 0.6 and 1.0 mm and average pore diameter on the outer surface of 0.1 and 0.4 µm. The effluent after treatment with the Aphanothece microscopica Nägeli, coagulant action and filter membrane was characterized according to the reuse parameters in refrigeration systems, as well as in comparison to ordinance 518 of the Ministry of Health/2004 for potable water. Under the experimental conditions it’s possible to conclude that the coagulant type, concentration and the pH significantly affect the effluent at the level of significance of 5% for the separation of the biomass of Aphanothece, determined by the parameters considered as responses. The results showed increased removal efficiency parameter responses when tanino was used, followed by FeCl3 and Al2(SO4)3. The best condition indicated was 300 mg L-1 of tannin at pH 7.0 in the separation of biomass with COD removal efficiency, turbidity and SS of up to 91 %, 96 % and 96 %. Regarding the reuse of wastewater, the results showed that the association of treatment by Aphanothece, coagulants and microfiltration is effective when one aims to reuse the dairy effluents and fits the characteristics of the drinking water. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli quando cultivada no efluente da indústria de laticínios, bem como estimar o potencial de produção de carboidratos. Os cultivos foram conduzidos heterotroficamente usando o efluente de laticínios como meio de cultivo em biorreatores de coluna de bolhas nas condições de concentração celular inicial de 200 mg. L-1, pH ajustado a 7,6, reator isotérmico operando na temperatura de 30ºC e tempo de retenção celular de 16 h, razão C/N 60 e N/P 10. Ao final dos cultivos a biomassa foi separada usando como coagulante o tanino na concentração de 300 mg. L-1 a pH 7,0. Os resultados indicaram que as maiores produções de carboidratos são registradas para a fase estacionária expressos pelas concentrações de 33,5 %, 24,8 % e 8,8 % para carboidrato total, capsular e parece celular, respectivamente. Os carboidratos se caracterizaram por apresentar glicose, sacarose, rafinose, ribose e frutose, tendo como açúcar majoritário a glicose. Os resultados demonstraram ainda, que nas condições experimentais importantes concentrações de carboidratos foram produzidas por Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente da indústria de laticínios. Podendo ser estimada uma produção anual de 460 t/ano, dos quais 73 % correspondem os carboidratos extracelulares (capsular) e 27 % aos da parede celular. The objective of this study was to evaluate the production of carbohydrates by Aphanothece microscopica Nägeli when cultured in the effluent of the dairy industry, as well as to estimate the potential production of carbohydrates. The cultures were conducted heterotrophically using dairy effluents as culture medium in a bubble column bioreactor under the following conditions, initial cell concentration of 200 mg L-1, pH adjusted to 7.6, isothermal reactor operating at a temperature of 30°C and hydraulic retention time of 16 hours, the C/N ratio of 60 and N/P of 10. At the end of the culturing biomass was separated by using tannin as a coagulant in a concentration of 300 mg L-1 at pH 7.0. The results indicated that the highest yields of carbohydrates are registered for the stationary phase expressed by the concentration of 35.5 %, 24.8 % and 8.8 % for total carbohydrate, capsular and cell wall, respectively. The carbohydrate was characterized by glucose, sucrose, raffinose, ribose and fructose, with glucose as the main sugar. The results also showed that under the experimental conditions important concentrations of carbohydrates were produced by Aphanothece microscopica Nägeli cultured in the effluent from the dairy industry. An annual production of 460 t/year can be estimated, of which 73 % correspond to extracellular carbohydrates (capsular) and 27 % of the cell wall.