Produção de microalgas cultivadas em meio reutilizado e uso da eletrofloculação como método de separação de biomassa - Andrade, Bianca Bomfim (2021)
As microalgas são organismos microscópicos, procarióticos ou eucarióticos, multicelulares ou unicelulares e fotossintetizantes encontrados em ambientes marinhos, dulciaquícolas e terrestres. Seu rápido crescimento, capacidade de adaptação a condições adversas e e diversidade metabólica, caracterizada pela produção de grande quantidade de proteínas, carboidratos, pigmentos, lipídios e outras biomoléculas são responsáveis por sua grande importância biotecnológica. A produção de biomassa de microalgas possui alto custo, porém uma das alternativas para a redução destes custos é a reutilização do meio de cultivo, que consiste na separação da biomassa microalgal e consequente inoculação do meio residual, que pode ser suplementado ou não com nutrientes. Depois de cultivada, a biomassa produzida precisa ser separada do meio de cultivo para que seja utilizada nos diferentes processos industriais. Estima-se que o custo de separação pode atingir 20–30% do seu custo total de produção. A eletrofloculação é um método de separação de biomassa ecologicamente correto, barato e energeticamente eficiente e consiste no uso de dois eletrodos metálicos (um ânodo e um cátodo) que liberam íons que neutralizam a carga das células microalgais e permite a formação de flocos celulares, resultado na separação da biomassa. Desse modo, o desenvolvimento de tecnologias de produção e separação da biomassa microalgal que permitam a redução dos custos, sem comprometer a eficiência e qualidade do processo é de grande importância para a produção das biomoléculas obtidas de microalgas no mercado mundial. Diante disso, este trabalho tem como objetivo a verificação do efeito do reaproveitamento de meio durante o cultivo de microalgas marinhas e dulciaquícolas, bem como o teste da eletrofloculação como método para separação da biomassa de microalgas marinhas e dulciaquícolas. Para isso, as microalgas Dunaliella salina e Ankistrodesmus falcatus foram cultivadas em fotobiorreator tipo Erlenmeyer (1 L) em meio Conway e LC-Oligo, respectivamente. D. salina foi submetida a três diferentes condições de cultivo: meio padrão, meio suplementado com nitrogênio e meio suplementado com fósforo. Foram realizados 4 ciclos de cultivo em meio reutilizado. Ao final de cada ciclo, o meio residual foi reutilizado, recebendo novo inóculo da mesma espécie de trabalho. Foram analisados os parâmetros de produção máxima, taxa de crescimento máximo e produtividade máxima. Houve redução na produção de biomassa, crescimento e produtividade máximos durante cultivo de D. salina nos meios Não suplementado e suplementado com Fósforo após três ciclos. No meio suplementado com Nitrogênio houve aumento significativo da produção de biomassa em comparação ao cultivo Controle. A maior produção de biomassa foi obtida no 1º ciclo em meio reutilizado (1,122 g L-1). O 4º ciclo de cultivo promoveu maior produção de biomassa que o 3º ciclo (0,908 g L-1 e 0,854 g L-1, respectivamente). A produtividade máxima aumentou significativamente durante os ciclos de cultivo em meio reutilizado, sendo a maior produtividade obtida no 4º ciclo (0,201 g L-1 d-1). Observou-se morte celular durante cultivo de A. falcatus em meio reutilizado. Além disso, foi desenvolvido um aparelho de eletrofloculação para fotobiorreator tubular composto por dois eletrodos paralelos de alumínio e fonte elétrica com ajuste de tensão (12V–24V) para separação de biomassa de microalgas marinhas, que resultou no depósito de uma patente de modelo de utilidade junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial.