Desenvolvimento de sistema de tratamento e reciclagem de meio de cultivo de microalgas para produção de biodiesel

Abstract

Resumo: O uso de lipídios provenientes de microalgas para produção de biodiesel apresenta vantagens consideráveis quando comparado com as tradicionais matérias-primas, porém o custo da produção de microalgas ainda é elevado. Assim o desenvolvimento de um sistema de tratamento e reciclagem de meio de cultivo de microalgas com eficiência similar ao do meio original, permite alcançar uso racional de água, economia com nutrientes e até mesmo melhorar a produtividade de microalgas. Esse constitui uma forma de reduzir os custos de produção de biodiesel de microalgas em plantas comerciais. A microalga Scenedesmus sp. foi cultivada durante 21 dias para avaliar seu crescimento, produtividade de biomassa e lipídios totais, a fim de definir um período ideal de cultivo, que possibilite obter mais lipídios em tempo menor. A maior produtividade foi alcançada no 9º dia de cultivo. Como forma de reduzir custos e perdas no sistema foi definido que o processo de recuperação da biomassa e o tratamento do meio de cultivo ocorreriam em uma única etapa. Foi avaliado o efeito dos agentes floculantes, hidróxido de sódio e cloreto férrico, para tratamento do meio de cultivo (recuperação da biomassa), em função da perda de lipídios. A floculação com cloreto férrico não apresentou variação significativa na taxa de lipídios quando comparados com a recuperação da biomassa por centrifugação, enquanto que a floculação com hidróxido de sódio apresentou perdas significativas. O meio de cultivo clarificado com FeCl3 foi reciclado para cultivar novamente a microalga, com adição de solução de metais (25 %) e sem solução de metais (0 %). No nono dia de cultivo o experimento sem solução de metais apresentou redução do teor lipídico, ao contrário do experimento com solução de metais que não apresentou variação significativa quando comparado com o cultivo em meio fresco. Conclui-se, portanto, que a reciclagem de meio de cultivo de microalgas com eficiência similar ao do meio original é viável, reduz o consumo de água e sais metálicos, o que representa uma economia de 38% quando o meio de cultivo é reciclado uma vez.

Abstract: The use of lipids from microalgae for the biodiesel production has considerable advantages when compared with traditional feedstocks. However the cost of producing microalgae is still high. Thus the development of a system of treatment and recycle of microalgae culture medium with similar efficiency to the original medium, allows achieving the rational use of water, reducing the quantity of nutrients used and even improving the productivity of microalgae. This can be considered as an important tool to reduce of biodiesel production from microalgae in commercial plants. The microalga Scenedesmus sp. was cultivated for 21 days for evaluate your growth, biomass productivity and total lipids, to define an ideal period of cultivation, which enabling to obtain more lipids in less time. The highest yield was achieved on the 9th cultivation day. In order to reduce costs and system losses it was decided to perform the biomass recovery process and culture medium treatment in single step. It was investigated the effect of flocculating agents: sodium hydroxide and ferric chloride, for the treatment of the culture medium (biomass recovery) as a function of total lipids losses. Flocculation with ferric chloride did not result in significant variation in the lipid rate when compared with the recovery of the biomass by centrifugation, while the flocculation with sodium hydroxide presented significant losses. Then the cultivation medium clarified with FeCl3 was recycled to grow microalgae again in two ways: with and without the addition of metals solution (25%). In the ninth day of cultivation, the experiment without metals solution presented decrease in the lipid content. By the other side in the experiment with solution of metals the lipid content did not change significantly when compared with culture in fresh medium. Therefore it can be concluded that recycle the culture medium of microalgae with similar efficiency to that of the original medium is viable, reduces consumption of water and metal salts, this represents a savings of 38% when the culture medium is recycled one turn.