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Obtenção de dados experimentais e modelagem cinética do crescimento da microalga Botryococcus braunii

Processo: 12/06812-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de agosto de 2013
Vigência (Término): 31 de julho de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Luisa Helena Perez Nascimento
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Biodiesel   Modelagem   Cinética   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 produzida 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. O biodiesel de microalgas tem potencial para ser capaz de substituir completamente os combustíveis derivados do petróleo, sem afetar adversamente o fornecimento de alimentos e outros produtos agrícolas. É demonstrado também que o biodiesel de microalgas é uma alternativa melhor do que bioetanol a partir da cana, que é atualmente o biocombustível de transporte mais utilizado.Os rendimentos de produção de algas são ainda bastante baixos em escala industrial. "Para se tornar competitiva, a produção de algas deveria ser de 100 g por m2, por dia, ou seja: três vezes superior aos rendimentos atuais".Neste contexto, é de interesse obter um meio de cultura e condições apropriadas para a máxima produção de biomassa. Sabe-se que a microalga B. braunii requer água, luz, CO2 e nutrientes inorgânicos, e que produtividade é afetada pelo pH, pCO2, irradiação, salinidade e temperatura. Alguns meios de cultivo estão descritos na literatura como os meios Chu-13 e Prat. Estudos com meios alternativos e viáveis para a maximização do crescimento microbiano com alto teor de óleo, tem sido pouco estudados. Estas observações são importantes para a maximização do crescimento celular e produção de lipídeos, para posterior produção de biodiesel.O objetivo principal deste trabalho de pesquisa é obter um meio de cultura maximizado e economicamente viável para a produção biodiesel utilizando a microalga Botryococcus braunii, e através de um modelo cinético de crescimento verificar o comportamento da microalga frente a alguns parâmetros estudados.Inicialmente os experimentos serão conduzidos em erlenmeyer, utilizando o meio Chu modificado acrescido de bicarbonato de sódio, através desta etapa será obtido dados cinéticos de crescimento e as melhores condições para cultivo em fermentador visando a produção de biomassa rica em lipídeos. Posteriormente os experimentos serão realizados em um fotobiorreator airlift agitado utilizando como inoculo o melhor resultado obtido na etapa anterior; o meio de cultivo nesta etapa será constituído de água do mar em diferentes salinidades, concentração de CO2 e luminosidade. Totalizando 29 experimentos que serão realizados através de um planejamento experimental; através dos dados obtidos um modelo cinético de crescimento será desenvolvido ou ajustado com os descritos na literatura.