Utilização de tecnologias low cost para a produção, colheita e secagem de biomassa microalgal: comparação com as tecnologias convencionais

Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da produção, colheita e secagem da biomassa microalgal de Neochloris oleoabundans com recurso a tecnologias de baixo custo. Adicionalmente, estudou-se a viabilidade da biomassa produzida em reatores de colunas de bolhas, em manga de polietileno e num fotobioreator planar alveolar, como matéria-prima para a produção de biodiesel. Foi estudada a influência do tipo de iluminação no crescimento da microalga, sendo que as lâmpadas LED’s conduziram a uma economia de 54,8% de energia face à iluminação com lâmpadas fluorescentes. No método de recolha da biomassa, a eletrocoagulação originou poupanças energéticas máximas de 71,8% e de 79,8% para culturas não salinas e salinas, respetivamente, em comparação com a centrifugação (usada como único método de colheita). Para a secagem da biomassa, a utilização de um secador solar permitiu uma poupança de energia de 80%, comparativamente à estufa. A biomassa microalgal que apresentou teores lipídicos mais elevados foi obtida em reatores de colunas de bolhas, com adição de 15 g/l de NaCl desde o início da cultura (lâmpadas fluorescentes) e 15 g/l de NaCl após escassez de nitratos (lâmpadas LED’s), tendo como valores 0,434 g lípidos/l cultura e 0,253 g lípidos/l cultura, respetivamente. A fração lipídica mostrou ser essencialmente constituída por ácidos gordos insaturados, em particular C16:0, C18:1 e C18:2 mas, nalgumas condições, também C18:0 e C18:3 em quantidades apreciáveis. No geral, os teores de ácido linolénico (C18:3) e o índice de iodo das diferentes culturas mostraram estar dentro das especificações da norma europeia EN 14214 (< 12% e 120 g I2/100 g, respetivamente).The goal of the present work was to evaluate the viability of low cost technologies to culturing, harvesting and dewatering the microalga Neochloris oleoabundans biomass to biodiesel production. It has been analyzed the influence of the type of illumination on the microalgae growth, which lead to an energy economy of 54,8% when using LED’s to illuminate the cultures, compared to the illumination with fluorescent bulbs. The electrocoagulation, as an innovative harvesting method has originated a maximum energetic saving of 71,8% and 79,8% for saline and non-saline cultures, respectively, in comparison with the centrifugation (used as the only harvesting method). Concerning the biomass drying, the use of a solar drier, has allowed an energy economy of 80% compared to the oven. The microalgae biomass, which presented the highest lipid content was obtained in bubble column reactors with the addition of 15 g/l NaCl since the beginning of the culture (fluorescent bulbs) and 15 g/l of NaCl after the nitrate deplection (LED’s bulbs), having as results 0,434 g lipids/l culture and 0,253 g lipids/l culture, respectively. The lipid fraction, revealed to be essentially composed by unsaturated fatty acids, particularly C16:0, C18:1 and C18:2 but in some conditions, also C18:0 e C18:3 in appreciable quantities. In generally, the linolenic acid (C18:3) amount and the iodine value of de different cultures proved to be according to the specifications of the European Standard EN 14214 (< 12% and 120 g I2/100 g, respectively)