A vinhaça é um resíduo altamente poluente e gerado em grandes volumes. Este resíduo pode ser uma fonte de nutrientes para o cultivo de microalgas, organismos fotossintetizantes que demandam nutrientes minerais para seu crescimento e aparece como opção para diversas aplicações biotecnológicas. Pesquisas com microalgas em vinhaça vêm se tornando frequentes, mas ainda poucas espécies foram exploradas e poucos estudos discutem sobre a interferência de outros microrganismos no cultivo e a viabilidade celular das células microalgais ao final dos processos. Além disso, o uso de diferentes pré-tratamentos dificulta a comparação entre os resultados e são considerados desafios importantes a serem superados. Diante desses fatores, considerou-se nesse trabalho investigar o uso da vinhaça in natura (Vnat) e biodigerida (Vbio) como meio de cultivo, por via mixotrófica, das microalgas clorofíceas Chlorella sorokiniana (Csk), Chlorella vulgaris (Cvg) e Desmodesmus sp. (Dsp) para aplicações biotecnológicas futuras. Primeiramente, foram testados dois meios de cultura sintéticos (BG-11 e WC), para o aumento da produção de biomassa microalgal das três cepas. Neste experimento, foi possível observar uma maior taxa de crescimento especifico, menores tempo de geração e rendimento de biomassa microalga no meio de cultivo WC, sendo escolhido esse meio para a manutenção das microalgas. Em outro experimento, avaliou-se a produção de biomassa das microalgas e a capacidade de remoção de nutrientes, no meio sintético controle WC (resultado Experimento I) e em diluições de vinhaça in natura e biodigerida, que variaram de 1 a 80%. A partir da avaliação do desempenho dos parâmetros cinéticos e rendimentos de biomassa, atestou-se as melhores condições de cultivo para as três cepas em vinhaça in natura diluída a 40% para Csk e Cvg (40Vnat) e a 5% para Dsp (5Vnat) e em vinhaça biodigerida diluída a 20% para a cepa Dsp (20Vbio), e a 60% e 80% para as cepas Csk e Cvg, pois mantiveram ou aumentaram seu crescimento e rendimento de biomassa e apresentaram elevadas concentrações de clorofila a. Foram observadas remoções elevadas de nutrientes no tratamento biológico realizado neste experimento tanto na vinhaça in natura quanto na vinhaça biodigerida, com eficiências de remoção de até 89,6% para nitrato (NO₃^-), 91,6% para o fosfato solúvel reativo (PO₄^3-) e 68,1% para o COT. Quando foi feito o aumento de volume para 2 L das cepas Csk e Cvg nas condições 40Vnat e 60Vbio (Experimento III) foi possível observar que as microalgas mantiveram a viabilidade celular, preservando suas condições morfológicas mesmo em condições não axênicas. Portanto, o uso de vinhaça in natura e biodigerida foi considerada uma estratégia tecnicamente viável para a produção da biomassa e obtenção de bioprodutos de interesse apenas para as microalgas clorofíceas Chlorella vulgaris e Chlorella sorokiniana.

Vinasse is a highly polluting waste generated in large volumes. This residue can be a source of nutrients for the cultivation of microalgae, photosynthetic organisms that require mineral nutrients for their growth and appears as an option for several biotechnological applications. Research with microalgae in vinasse is becoming frequent, but few species have been explored and few studies discuss the interference of other microorganisms in cultivation and the physiological viability of microalgal cells at the end of the process. Furthermore, the use of different pre-treatments makes it difficult to compare results and are considered important challenges to be overcome. Given these factors, this study considered the investigation of the use of in natura (Vnat) and biodigested (Vbio) vinasse as a mixotrophic culture medium for the microalgae Chlorella sorokiniana (Csk), Chlorella vulgaris (Cvg) and Desmodesmus sp. (Dsp) for future biotech applications. First, two synthetic culture media (BG-11 and WC) were tested to increase the production of microalgal biomass of the three strains. In this experiment, it was possible to observe a higher specific growth rate, shorter generation time and microalgae biomass yield in the WC culture medium, this medium being chosen for the maintenance of microalgae. In another experiment, the microalgae biomass production and nutrient removal capacity were evaluated in WC control synthetic medium (Experiment I) and in natura and biodigested vinasse dilutions, which ranged from 1 to 80%. From the evaluation of the performance of the kinetic parameters and biomass yields, the best growing conditions were confirmed for the three strains in natura vinasse diluted to 40% for Csk and Cvg (40Vnat) and to 5% for Dsp (5Vnat) and in biodigested vinasse diluted at 20% for the Dsp strain (20Vbio), and at 60% and 80% for the Csk and Cvg strains, as they maintained or increased their growth and biomass yield and presented high concentrations of chlorophyll a. Elevated nutrient removals were observed in the biological treatment carried out in this experiment both in fresh vinasse and in biodigested vinasse, with removal efficiencies of up to 89.6% for nitrate (NO₃^-), 91.6% for reactive soluble phosphate (PO₄^3-) and 68.1% for TOC. When the volume was increased to 2 L of the Csk and Cvg strains under 40Vnat and 60Vbio conditions (Experiment III), it was possible to observe that the microalgae maintained their physiological viability, preserving their morphological conditions even under non-axenic conditions. Therefore, the use of in natura and biodigested vinasse was considered a technically viable strategy for the production of biomass and obtaining bioproducts of interest only for the Chlorella vulgaris and Chlorella sorokiniana microalgae.