EXPLORANDO O CULTIVO DE UMA MICROALGA PARA PRODUÇÃO DE BIOMASSA E BIO-ÓLEO

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Silva, L.M.S. (INSTITUTO LUTERANO DE ENSINO SUPERIOR DE ITUMBIARA) ; Silva, M.D.F. (INSTITUTO LUTERANO DE ENSINO SUPERIOR DE ITUMBIARA) ; Borges, W.S. (INSTITUTO LUTERANO DE ENSINO SUPERIOR DE ITUMBIARA)

Resumo

Atualmente as indústrias petrolíferas estão buscando meios renováveis para minimizar as emissões de gases proveniente de combustíveis fósseis e um desses recursos é a utilização das microalgas. Uma das vantagens para o cultivo microalgas é a capacidade de reprodução devido este microrganismo ser encontrado em ambientes aquáticos e lugares úmidos terrestres. Nesse aspecto, considerando a crescente busca por fontes renováveis, o objetivo deste trabalho foi analisar o crescimento de uma microalga ao longo de 20 dias de cultivo e fazer uma projeção sua capacidade de produção de biomassa por um período maior, bem como a utilização futura para extração de bio-óleo, obtendo ao longo de 20 dias de cultivo biomassa seca de 0,231 g/L.

Palavras chaves

microalgas; biomassa; cultivo

Introdução

Atualmente as indústrias petrolíferas estão buscando meios renováveis para minimizar as emissões de gases proveniente de combustíveis fósseis. Um desses recursos é a utilização das microalgas nos meios industrias na aplicação de produtos de extrema importância para a sociedade, tais como polímeros, biomassa e lipídeos, na qual tem a capacidade de capturar o CO2 utilizando como fonte de carbono em seu metabolismo, onde seu potencial é essencial para a geração de energia na forma de biocombustíveis (ARAÚJO et al., 2013). Existem espécies de microalgas que tem uma grande capacidade de produzir óleo. Podem ser autotróficas quando sua fonte de carbono é adquirida por fontes de CO2 (MUTANDA et al., 2011). Uma das vantagens para o cultivo microalgas é a capacidade de reprodução devido este microrganismo ser encontrado em ambientes aquáticos e lugares úmidos, tornando-se propícia para a produção de biocombustíveis tais como biodiesel, bio-hidrogênio, bio- óleo e o etanol, representando alternativas sustentáveis, e minimizando os impactos ambientais como poluição atmosférica, solo e efluentes (FRANCO et al., 2013). De acordo com Hakalin (2014) para o cultivo das microalgas o sistema deve ser aberto ou fechado utilizando um fotobiorreator onde as condições de cultivo são controladas com menor contato com o ambiente externo, e no segundo tipo, as variáveis que estão relacionadas ao crescimento de microalgas, temperatura, concentração de nutrientes, pH, temperatura, são adaptadas para obter-se um maior rendimento. Considerando a crescente busca por fontes renováveis, o objetivo desse trabalho foi analisar o crescimento da microalga ao longo de 20 dias de cultivo e fazer uma projeção de sua potencialidade para a produção de bio- óleo quando o cultivo for realizado em um tempo maior.

Material e métodos

A cepa da microalga Scenedesmus sp. foi gentilmente cedida pela Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia, em Minas Gerais e cultivada no laboratório de Química do Instituto Luterano de Ensino Superior de Itumbiara-GO (ILES-ULBRA). As microalgas foram cultivadas em reatores de volume total de 2 Litros, sendo utilizado o volume útil de 1 L. Foram utilizados 6 reatores, pois o crescimento foi feito em duplicata e dois deles interrompidos no 10º dia e os outros no 15º e 20º dia (último dia de cultivo), para a análise da biomassa produzida por meio de análise de massa seca. A microalga foi cultivada no meio Guillard (1975), sem adição de vitaminas, e com as seguintes concentrações em g/L de macro e micronutrientes respectivamente: macronutrientes - CaCl2·2H2O (36,76), MgSO4 (18,04), NaHCO3 (12,6), K2HPO4·3H2O (11,41), NaNO3 (85,01), e micronutrientes Na2EDTA (4,36), FeCl3 ·H2O (3,15), CuSO4·5H2O (0,012), ZnSO4·7H2O (0,022), CoCl2·H2O (0,012), MnCl2·4H2O (0,18). O tempo total de cultivo foi de 20 dias, com análise no período de 10 dias e no último dia, verificando a biomassa produzida por meio de análise de massa seca após secagem da amostra em estufa por 48 h a 80ºC.

Resultado e discussão

O crescimento da microalga foi analisado ao longo da metade do tempo final de cultivo, ou seja, no 10º dia, 15º dia e no último dia – 20º. Os resultados para biomassa seca, expressos em g/L estão dispostos na Tabela 1. Nota-se pela tabela 1, que a partir do 10º dia o crescimento da microalga começou a ocorrer de forma linear, sendo possível fazer uma projeção de crescimento para mais dias além do período que foi realizado. É possível verificar que enquanto no 10º dia o valor da biomassa seca foi de 0,168 g/L, no 20º dia o crescimento foi 1,375 vezes maior, chegando a 0,231 g/L. Esse crescimento ocorreu conforme Borges et al. (2016), que estudou o comportamento desta microalga quando cultivada em efluente rico em açúcares e que teve também nesse período um crescimento exponencial. Considerando os resultados de biomassa seca obtidos neste teste de crescimento, é possível predizer que em 30 dias de cultivo, pode ser possível chegar em 0,318 g/L, chegando a uma biomassa também semelhante ao crescimento realizado por Borges et al. (2016) quando do cultivo da mesma microalga. Segundo Borges (2014) vários fatores podem interferir no cultivo da microalga, como luz, concentração inicial do inóculo e tipo de reator. Contudo mesmo não ocorrendo um teste com estes sendo uma variável, ficou perceptível que é possível cultivar microalgas e geração de biomassa seca e esta biomassa seca poder ser utilizada em biofertilização ou extração de bioóleo.

Concentração de biomassa seca expressa em g/L

Conclusões

Com o cultivo da microalga Scenedesmus sp., foi possível constatar que em 20 dias de cultivo já se obtém uma considerável biomassa, mesmo que em cultivo laboratorial e estes servem de projeção para que o cultivo continue por mais tempo, como por exemplo em 30 dias, podendo chegar a aproximadamente 0,318 g/L.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Instituto Luterano de Ensino Supeior de Itumbiara-GO (ILES-ULBRA) juntamente com o Curso de Química - Bacharelado da instituição.

Referências

ARAUJO, G. S.; MATOS, L. J. B. L.; FERNANDES, J. O.; CARTAXO S. J. M.; GONÇALVES, L. R. B.; FERNANDES, F. A. N.; FARIAS, W. R. L. Extraction of lipids from microalgae by ultrasound application: Prospection. Ultrasonics. 2013
BORGES, W. S. Produção de bio-óleo empregando microalgas em diferentes meios de cultivo. 2014. 82 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química). Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2014.
BORGES, W. S. ; ARAÚJO, B. S. A.; MOURA, L. G.; COUTINHO FILHO, U.; DE RESENDE, M. M. ; CARDOSO, V. L. Bio-oil production and removal of organic load by microalga Scenedesmus sp. using culture medium contaminated with different sugars, cheese whey and whey permeate. Journal of Environmental Management , v. 173, p. 134-140, 2016.
FRANCO, C. L. A.; PINHEIRO, L. I.; CRUZ, S. R.; TEIXEIRA, L. L. M. C.; NETO, A. A. J.; MENEZES, S. R.;Biodiesel de microalgas: avanços e desafios. Química Nova, v. 36, n. 3, p. 437-448, 2013.
GUILLARD, R. R. L. Culture of marine invertebrate animals. Plenum, New York, USA, p. 29-6, 1975
HAKALIN, N. L. S. Otimização das Condições de Cultivo da Microalga Scenedesmus sp. Para Produção de Biodiesel. Instituto de Ciências Biológicas. Universidade de Brasília. Brasília: 2014.

MUTANDA, T; RAMESH, D.; KARTHIKEYAN, S.; KUMARI, S.; ANANDRAJ, A.; BUX, A. Bioprospecting for hyper-lipid producing microalgal strains for sustainablebiofuel production. Bioresource Technology, South Africa, v. 102 , n. 1, p. 57-70, 2011.