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Teses de Doutorado Defendidas: 2012

Desempenho de Isochrysis Galbana na Produção de Óleo e Sequestro de CO2 com Fotobiorreator Piloto.

Autora: Marta Cristina Picardo.
Orientadores: Ofélia de Queiroz Fernandes Araújo, José Luiz de Medeiros e Ricardo Moreira Chaloub.
Laboratório: H2CIN

Resumo

A produção de matéria prima para obtenção de biocombustíveis está focada nos cultivos de cana de açúcar, milho, soja e plantas oleaginosas em geral. Estas culturas necessitam de solos férteis, água doce e apresentam sazonalidade. O cultivo de microalgas apresenta-se como uma alternativa, não competindo com a produção de alimentos e com o consumo humano ou industrial de água, além da vantagem de agregar o potencial de sequestro do CO2, principal gás de efeito estufa. No entanto, o desempenho econômico de processos baseados em microalgas depende centralmente de altas produtividades em biomassa e no teor de lipídios alcançados. Com este propósito, o presente trabalho aborda a produção outdoor de biomassa algácea em escala piloto.

No contexto de biocombustíveis, e consequente foco em produtividade, desenvolveu-se inicialmente uma metodologia de Screening de microalgas com resultados experimentais apresentados na literatura. A microalga marinha Isochrysis galbana foi selecionada em função do seu potencial de produção de biomassa, teor de carbono e produtividade de lipídios (métricas de seleção). Testes preliminares em reator de bancada com volume de 2L (testes indoor) comprovaram o potencial desta microalga na utilização do CO2 e atendimento das metas de seleção adotadas na Metodologia de Screening. A produtividade máxima alcançada em cultivo semicontínuo nos testes indoor foi de 0,5 g.L-1.d-1 de biomassa e 0,078 g.L-1.d-1 de lipídios.

Um fotobiorreator tubular de 670 L foi projetado para scale-up do processo de biofixação de CO2, exibindo dimensões e fluidodinâmica peculiares (objeto de depósito de patente). Duas bateladas foram conduzidas na planta piloto, obtendo-se taxa de crescimento máxima de 0,45 d-1, concentração de biomassa de 0,15 g.L-1 e teor máximo de lipídios de 28% em biomassa seca. Uma fase "Lag" foi observada em ambas as bateladas devido à adaptação celular às novas condições de irradiância.

O sistema provou ser adequado ao cultivo de microalgas; entretanto, melhorias no controle de variáveis como a temperatura, e ajustes na adaptação celular, bem como a escolha de outras métricas de seleção, são notadamente importantes para aumentar a produtividade em biomassa, tornando a produção de microalgas viável.