Cultivo e colheita de microalgas visando a produção de biodiesel

Abstract

A atual crise energética no mundo tem levado a comunidade científica a buscar fontes alternativas de energia, que sejam menos poluentes e mais sustentáveis. Neste contexto, os biocombustíveis se destacam por serem fontes de energia limpa e renovável. Os biocombustíveis podem ser produzidos a partir de diversos tipos de culturas e resíduos. Atualmente, a utilização de culturas terrestres na produção de biocombustíveis tem gerado discussões, pelo fato de algumas culturas também serem utilizadas para a alimentação animal e humana. A produção de biocombustíveis, no caso o biodiesel, a partir de microalgas, surge como uma alternativa para resolver tais problemas. No entanto, o elevado custo da produção das microalgas em larga escala e do processo de colheita da biomassa algal, são alguns dos fatores que tem encarecido a produção do biodiesel. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um novo modelo de fotobiorreator para o cultivo de microalgas, tanto para produção de biocombustíveis, quanto para produção de produtos de alto valor agregado, correlacionar os diferentes métodos de análise de crescimento de microalgas, para facilitar o monitoramento da produção das microalgas, e avaliar algumas técnicas de colheita, como a coagulação/floculação seguida por sedimentação e a coagulação/floculação seguida por flotação por ar dissolvido. A partir do monitoramento diário do crescimento das microalgas pela turbidez e sólidos suspensos totais, foi possível concluir que o fotobiorreator helicoidal proposto, apresenta uma alta capacidade de produção de microalgas em um curto período de tempo e, também, apresenta um custo de instalação e operação reduzido. Entretanto, o reator proposto ainda depende de um consumo considerável de energia para refrigeração, devido o superaquecimento. Conclui-se também que a turbidez, DO670, SST e clorofila-a apresentam um alto grau de correlação entre si. Em relação a colheita, as duas combinações de técnicas apresentaram uma alta capacidade de remoção de microalgas, alcançando, em ambos os casos, uma eficiência maio que 95%. Assim, reduzindo os custos da produção e melhorando o processo de colheita, é possível tornar o biodiesel, produzidos a partir de microalgas, uma alternativa viável e potencialmente comerciável.

ABSTRACT - The current energy crisis in the world has led the scientific community to seek alternative sources of energy that are cleaner and more sustainable. In this context, biofuels stand out for being sources of clean and renewable energy. Biofuels may be produced from different types of crops and residues. Currently, the use of terrestrial crops for biofuel production has built discussions, because some cultures are also used for animal and human consumption. Biofuel production, in this case biodiesel from microalgae, is an alternative to solve these problems. However, the high cost of production of microalgae in large-scale and harvesting of algal biomass process are some of the factors that make biodiesel production more expensive. This work aimed to develop a new photobioreactor model for microalgae cultivation, both for the biofuel production, as for the production of high value added products, to correlate the different methods of microalgae growth analysis, to make monitoring of microalgae production simpler and to evaluate some harvesting techniques, such as coagulation/flocculation followed by sedimentation and coagulation/flocculation followed by dissolved air flotation. From the daily monitoring of the microalgae growth for turbidity and total suspended solids, it was concluded that the helical photobioreactor proposed has a high microalgae production capacity in a short period of time, and also has the cost of installation and operation reduced. However, the proposed reactor still relies on a substantial consumption of energy for cooling, due to overheating. It is also concluded that the turbidity, DO670, SST and chlorophyll-a are highly correlated. Regarded to harvesting, the two combinations of techniques have shown a high capacity of microalgae removal, achieving in both cases over 95% efficiency. Thus reducing production costs and improving the harvest process, you can make biodiesel, produced from microalgae, a viable and potentially marketable alternative.