Cultivo de Chlorella sorokiniana LBA#39 em digestato da suinocultura com simultânea remoção de nutrientes e incremento no potencial energético de biogás - Dinnebier, Helga Cristina Fuhrmann (2020)
A demanda global por mitigar o efeito das mudanças climáticas e minimizar a dependência excessiva dos combustíveis fósseis destaca o uso das microalgas para remediar digestato da suinocultura e produzir biomassa de valor agregado, tornando atraente um cenário de economia circular aplicado ao processo de digestão anaeróbia. Entretanto, ainda existem desafios no uso de digestato como meio de cultura, que inclui a variação da sua composição e o controle da toxicidade por amônia livre (NH3) na célula das microalgas, desencadeado pela alta concentração de nitrogênio amoniacal total (NAT) no digestato. Nesse contexto, objetivou-se (i) investigar o uso do digestato da suinocultura como meio de cultura para microalgas, bem como a remoção simultânea de nutrientes da fração líquida e (ii) avaliar o potencial de produção de biogás da biomassa de microalgas integrado à suinocultura no contexto da economia circular. Para isso, a cepa da microalga C. sorokiniana | LBA#39 foi utilizada como inóculo na execução dos experimentos e as amostras de digestato foram coletadas no sistema de tratamento de uma granja comercial de produção de leitões. A metodologia de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 22 foi aplicada para avaliar os efeitos da concentração de NAT e do pH nas respostas de produtividade de biomassa e remoção de nutrientes. A melhor condição de cultivo foi replicada e a biomassa resultante foi caracterizada e usada para avaliar o Potencial Bioquímico de Biogás (PBB). Por fim, foram simulados cenários visando avaliar o potencial de produção de biogás da suinocultura integrando as microalgas ao processo. Os resultados mostraram o uso de digestato suíno para produção de biomassa de microalgas e simultâneo polimento torna-se uma alternativa promissora e na análise estatística dos dados, a variável independente concentração de NAT apresentou efeito significativo positivo, enquanto a variável pH apresentou efeito significativo negativo para as respostas produtividade de biomassa e remoção de fosfatos. Isso significa que, quanto maior a concentração de NAT e menor o pH, maiores serão as respostas. Dessa forma, a cepa C. sorokiniana | LBA#39 conseguiu tolerar altas concentrações de NAT (≤ 1300 mg · L-1) em pH neutro (pH 7,0-7,5), obtendo alta produtividade de biomassa (198,0 mg · L-1 · d-1) e satisfatória remoção de fosfato (≤ 90%) e nitrogênio (≤ 70%). A biomassa colhida após ficorremediação do digestato apresentou alto teor de sólidos voláteis (95,4%) e proteínas (59,5%). O potencial bioquímico de biogás da monodigestão de microalgas foi de 392 ± 14 mLN · gSVad-1 (CH4 = 65%) e os cenários da integração do cultivo de microalgas com a digestão anaeróbia resultaram em um potencial de incrementar até 31,2% na produção de biogás de uma granja de produção de leitões. Essa é uma abordagem atraente para integração de matéria-prima à instalações agroindustriais já existentes inserindo o conceito de economia circular, bem como mitigar as emissão de GEE e melhorar a produção de biogás e a viabilidade econômica do sistema de geração de energia no atual cenário do agronegócio.