Concentração da biomassa de Chlorella sp. utilizando sistema de filtração com membrana submersa

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Nick, Carolina Garcia
• Orientador(a): Tessaro, Isabel Cristina, Marcilio, Nilson Romeu
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Microalgas; Microfiltração; Separação por membranas
• Palavras-chave em Inglês: Microalgae; Filtration with submerged membranes; Microfiltration
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/259223

As microalgas vêm despertando grande interesse de pesquisadores em vista de sua grande aplicabilidade na indústria de alimentos e farmacêutica, e nas áreas da biomedicina e ambiental. A produção das microalgas envolve etapas de cultivo, recuperação e purificação da biomassa, sendo a etapa de recuperação um dos principais obstáculos da produção deste microrganismo, devido às baixas concentrações celulares obtidas no cultivo. Desta maneira, destaca-se a técnica de microfiltração para a concentração das microalgas no próprio meio de cultura. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de concentração de biomassa da microalga Chlorella sp. utilizando um sistema de microfiltração com membranas submersas. Para isso, foram realizados cultivos de Chlorella sp. para a obtenção das suspensões que foram concentradas, experimentos de caracterização das membranas de polieterimida (PEI) e poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) do tipo fibra-oca, definição das melhores condições de operação do processo de microfiltração submersa para a concentração celular, avaliação da tendência ao fouling para cada uma das membranas utilizadas e avaliação da integridade e viabilidade celular das microalgas, após a etapa de concentração da biomassa. Por apresentarem maior tamanho de poro e uma estrutura de fibra menos densa, os módulos construídos com membrana de PEI apresentaram melhores resultados de filtração em comparação com os módulos fabricados com membranas de PVDF. Os dois módulos construídos com PEI apresentaram permeância hidráulica de 77,62 L m² h-1 bar-1 e 83,23 L m² h-1 bar-1, enquanto os módulos construídos com PVDF apresentaram permeância hidráulica de 32,52 L m² h-1 bar-1 e 26,29 L m² h-1 bar-1. Estes valores mostram que o fluxo através das membranas de PEI é maior do que através das membranas de PVDF fazendo com que a filtração das microalgas ocorra de maneira mais rápida. A utilização da técnica de relaxamento das membranas ao longo do experimento foi de extrema importância para que o fluxo de permeado retornasse aos valores iniciais e, por consequência, o objetivo de fator de concentração igual 2 fosse atingido mais rapidamente. Ao longo dos experimentos, as membranas de PEI atingiram a concentração de 2 g L-1 de microalgas em um tempo inferior ao necessário para as membranas de PVDF. A redução no fluxo de permeado causada pelo fouling nestes processos de filtração chegou a 64% para as membranas de PEI e 71% para as de PVDF. Em nenhuma das filtrações foram observados prejuízos quanto à integridade das microalgas, ou seja, tanto a aeração do tanque quanto a pressão transmembrana estavam adequadas aos experimentos. O emprego de corantes para determinação da viabilidade celular das microalgas foi uma técnica simples e visual de observação da integridade dos microrganismos. Portanto, as condições definidas para os procedimentos se mostraram adequadas e a membrana de PEI apresentou melhores resultados para a microfiltração submersa de microalgas.