Escalonamento do cultivo e da floculação da microalga marinha Nannochloropsis oculata

Autor: Fabio Felipe Gabriel Roselet (Currículo Lattes)
Orientador: Dr Paulo Cesar Oliveira Vergne de Abreu
Co-orientador: Dr Dries Vandamme (KU Leuven/Bélgica)

Resumo

As microalgas estão atraindo o interesse dos pesquisadores para a produção de alimentos, rações, produtos químicos e biocombustíveis. Nannochloropsis oculata é uma espécie marinha com alta taxa de crescimento, tolera amplas condições ambientais e pode produzir mais de 50% do seu peso seco na forma de lipídios. Atualmente, o cultivo comercial das microalgas é realizado em sistemas abertos pois sistemas fechados têm elevado custo de produção. No entanto, em sistemas abertos não é possível controlar os parâmetros ambientais, o que reduz a sua produtividade. No Capítulo 1 desta Tese, um sistema semifechado foi comparado com sistemas abertos, em escala piloto (1.200 L). O sistema semifechado consistiu em tanques circulares instalados em uma estufa agrícola, o que proporcionou melhores condições para o cultivo de N. oculata, principalmente nas estações de baixa temperatura e alta pluviosidade. No entanto, apesar de ser relativamente fácil cultivar microalgas, a coleta da biomassa é um dos principais gargalos para a sua produção em larga escala, responsável por até 30% do custo total. A floculação é uma tecnologia de baixo custo proposta para a concentração de microalgas. Desta forma, a coleta de N. oculata por floculação também foi estudada. No Capítulo 2 foram analisados vinte e cinco polímeros naturais e sintéticos, de baixo e alto peso molecular e com diferente densidade de carga. Comparando os resultados com Chlorella vulgaris, uma espécie de água doce, observou-se que apenas os polímeros naturais foram eficientes para ambas as espécies, enquanto que os polímeros sintéticos apresentaram baixa eficiência para N. oculata. De uma forma geral, aumentando a densidade de carga dos polímeros resultou no incremento da eficiência. Comparando o custo e a performance, os polímeros naturais apresentaram os melhores resultados. No Capítulo 3, os melhores polímeros sintéticos e naturais foram selecionados e os efeitos de diferentes fatores foram avaliados. De forma geral, a presença de matéria orgânica afetou a eficiência de todos, enquanto que salinidade e pH afetaram os polímeros sintéticos e os naturais, respectivamente. O efeito da dose foi observado apenas nos polímeros sintéticos, onde o aumento resultou na queda da eficiência. Nenhum dos polímeros testados apresentaram toxicidade para N. oculata. No entanto, por não serem afetados pela salinidade, apenas os polímeros naturais foram recomendados para a espécie. No Capítulo 4, foi realizado o escalonamento da floculação de N. oculata utilizando um polímero natural. Não houve diferença entre os resultados dos experimentos em bancada (300 mL) e em escala piloto (250 L). No entanto, apesar do excelente resultado obtidos anteriormente com água sintética, o polímero natural apresentou queda na eficiência quando água natural foi utilizada. Reduzindo a salinidade de 30 para 10, a eficiência do polímero aumentou de 50% para 98%. Os resultados obtidos indicam que o escalonamento do cultivo e da floculação de N. oculata foi atingido. No entanto, estudos futuros devem ser realizados para otimizar a eficiência da floculação de N. oculata utilizando água marinha natural.

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