Projeto e construção de um fotobiorreator airlift agitado para a produção de biodiesel

• Processo: 10/04903-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2010
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2013
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Rubens Maciel Filho
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Betânia Hoss Lunelli ; Maria Regina Wolf Maciel ; Sergio Santos de Jesus
• Assunto(s): Fermentação Bioquímica Microalgas Biodiesel Dióxido de carbono Bioprocessos Fotobiorreatores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiesel | Bioprocessos industriais | Co2 | microalgas | processos fermentativos | Projeto e construção de biorreatores | Engenharia Bioquímica

Resumo

O uso continuado de combustíveis provenientes do petróleo é agora amplamente reconhecido como insustentável por causa do esgotamento das fontes e da contribuição desses combustíveis para a acumulação de dióxido de carbono no ambiente. O biodiesel produzido a partir de oleaginosas e o bioetanol produzido a partir da cana de açúcar estão sendo produzidos em quantidades crescentes como fonte de biocombustíveis renováveis, mas sua produção em grandes quantidades não é sustentável. Muitas microalgas são extremamente ricas em óleo, que pode ser convertido em biodiesel utilizando a tecnologia existente. A produção de biodiesel com o uso de microalgas requer grandes quantidades de biomassa algal. Estas microalgas podem ser cultivadas em grande escala em fotobiorreatores. Diferentes modelos de fotobiorreatores foram desenvolvidos nos últimos anos, mas fotobiorreatores do tipo tubular parece ser mais adequado para a produção de biomassa algal na escala necessária para produção de biocombustível. A produção de biodiesel em fotobiorreatores tubulares com circulação de cultura usando um sistema tipo airlift apresenta várias vantagens como: a circulação é realizada sem partes móveis o que reduz substancialmente problemas como a contaminação do meio de cultura. Biorreatores são utilizados amplamente na indústria, na qual podemos citar na produção de vacinas, antibióticos, aminoácidos, produtos de alto valor agregado como carotenóides e também na produção de biodiesel. Este trabalho tem como principal objetivo a construção de um fotobiorreator airlift agitado mecanicamente na base do reator e obtenção de hidrocarbonetos (biodiesel) através da microalga Botryococcus braunii. Os estudos de fermentação serão conduzidos em escala de laboratório em um fotobiorreator airlift agitado projetado e construído neste trabalho, utilizando a microalga B. braunii e água do mar como meio de cultura. O biorreator projetado será de vidro e de recirculação interna (de tubos concêntricos) dotado em seu exterior de lâmpadas fluorescentes na qual poderá ser operado a um gradiente de intensidade luminosa. Através de um planejamento experimental será definido as melhores condições de processo, onde serão investigados o feito da concentração salina, agitação, intensidade luminosa e vazão de CO2. A biomassa será analisada em relação à concentração hidrocarbonetos, produção de biodiesel, carotenóides, proteínas e lipídeos. Pretende-se em estudos futuros utilizar este reator para produção de outros produtos de alto valor agregado, como antibióticos, retro-virais, aminoácidos, entre outros. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE JESUS, SERGIO S.; MACIEL FILHO, RUBENS. Potential of algal biofuel production in a hybrid photobioreactor. Chemical Engineering Science, v. 171, p. 282-292, NOV 2 2017. (08/57873-8, 10/04903-7, 10/03764-3)

DE JESUS, SERGIO S.; MOREIRA NETO, JOAO; SANTANA, ALINE; MACIEL FILHO, RUBENS. Influence of impeller type on hydrodynamics and gas-liquid mass-transfer in stirred airlift bioreactor. AICHE JOURNAL, v. 61, n. 10, p. 3159-3171, OCT 2015. (08/57873-8, 10/04903-7, 10/03764-3)

DE JESUS, SERGIO S.; SANTANA, ALINE; PONCE, GUSTAVO H. S. F.; MACIEL FILHO, RUBENS. Potential use of vegetable waste for biofuel production. JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, v. 92, n. 1, p. 90-99, JAN 2017. (08/57873-8, 10/04903-7, 10/03764-3)

DE JESUS, SERGIO S.; NETO, JOAO MOREIRA; MACIEL FILHO, RUBENS. Hydrodynamics and mass transfer in bubble column, conventional airlift, stirred airlift and stirred tank bioreactors, using viscous fluid: A comparative study. Biochemical Engineering Journal, v. 118, p. 70-81, FEB 15 2017. (08/57873-8, 10/04903-7, 10/03764-3)