Produção e recuperação em escala semi piloto de biomassa microalgal através de floculação química

Orientador: Prof. Dr. Júlio Cesar de CarvalhoCo-orientadora: Profª Drª Luciana Porto de Souza VandenbergheDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa : Curitiba, 24/03/2016Inclui referências: p. 87-96Área de concentração: Agroindústria e BiocombustíveisResumo: O mercado de microalgas apresenta grande potencial, pois os compostos produzidos são de alto valor agregado e facilmente assimilado pelas indústrias alimentícias (humana e a animal), farmacêutica, química, entre outras. Em 2013 a produção mundial correspondia a 9 mil toneladas anuais de biomassa com /kg, movimentando cerca de 3,5 a 5 bilhões de euros anuais. Dentre os produtos derivados de microalgas, a proteína se destaca; as microalgas apresentam em média de 35 a 50% de proteína. Assim sua capacidade de redução das extensões produtivas é de 132 a 297 vezes, quando comparada com a principal fonte de proteína, a soja. Outro produto de interesse são os lipídios, cuja concentração depende da espécie e forma de cultivo. As concentrações de microalgas em cultivos são relativamente baixas (da ordem de 5g/L) e a concentração dessa biomassa se torna um desafio tecnológico, adicionando custos ao processo. Outro fator importante a ser observado é a estabilidade microbiológica das culturas, apresentando suscetibilidade a contaminações com outros micro-organismos, como por exemplo, protozoários e até mesmo microalgas ambientais. As microalgas Neochloris oleoabundans UTEX 1185 e Dunaliella salina SAG 184.80 foram estudadas em escala laboratorial (até 10 L) até a semi piloto (de 70 a 180 L). Um ponto observado foi a relação à resistência a contaminantes. A Neochloris oleoabundans UTEX 1185 apresentou baixa resistência a contaminação e verificou-se a presença de contaminantes em 10 dias de cultivo. No entanto, a Dunaliella salina SAG 184.80 constatou-se alta resistência a contaminantes, os quais foram observados a partir de 20 dias. Posteriormente, foi estudado a recuperação da biomassa utilizando seis floculantes, subdivididos em caráter catiônico, aniônico e não iônico. O melhor floculante apresentou eficiência acima de 99% e com fator de concentração de 14 vezes, nas condições de pH 6 e concentração de 16 mg. L- 1, em ambas as escalas testadas. Palavras-chave: Neochloris oleoabundans. Dunaliella salina. Floculação.Abstract: The microalgae market has great potential, as the compounds produced are of high value and easily assimilated by the pharmaceutical, chemical, and food industry (human and animal), among others. In 2013 world production amounted about 3.5 to 5 billion euros annually. Among its very important products, the protein stands out; microalgae have on average 35 to 50% protein, thus reducing the area of cultivation 132-297, times when compared with the main source of protein, soy. The expansion of the market demands a greater production area. Another important microalgal product is lipids, whose concentration depends on the species and cultivation method. The concentrations of microalgal cultures are relatively low (5g/L), and the concentration of this biomass becomes a technological hurdle, adding cost to the process. Another important factor to consider is the microbiological stability of cultures, showing susceptibility to contamination with other microorganisms, such as protozoa and even environmental microalgae. The microalgae Neochloris oleoabundans UTEX 1185 and Dunaliella salina SAG 184.80 were investigated on a laboratory scale (up to 70 L) to the semi-pilot (from 70 to 180 L). A point noted was for resistance to contaminants. Neochloris oleoabundans UTEX 1185 showed low contamination resistance, and it was observed the presence of contaminants within 10 days of cultivation. However, Dunaliella salina SAG 184.80 was found to be more resistant to contaminants, which were observed after 20 days. Subsequently, the recovery of the biomass was studied using six flocculants subdivided into cationic, anionic and nonionic character. The best flocculant presented an efficiency above 99% and with a concentration factor of 14 times under the conditions of pH 6 to a concentration of 16 mg / L in both ranges tested. Key-words: Neochloris oleoabundans. Dunaliella salina. Flocculation