Projeto e construção de um fotobiorreator para crescimento acelerado de microalgas

Abstract

Este trabalho consistiu no projeto e construção de um fotobiorreator com o objetivo de cultivar microalgas num meio artificial de forma acelerada, obtendo biomassa como produto final com alto teor em óleo. Esta biomassa, posteriormente submetida a processos de extração do óleo viabilizará a produção de biodiesel, com as consequentes vantagens daí inerentes. Inicialmente, foi efetuada uma pesquisa e análise do estado da arte, estudando as técnicas e tecnologias já utilizadas na cultura de microalgas, bem como as tipologias de fotobiorreatores existentes, percebendo assim a melhor orientação a dar ao projeto. Paralelamente, foi ainda abordado, do ponto de vista teórico, a necessidade e pertinência do desenvolvimento de biocombustíveis alternativos aos combustíveis fósseis, bem como as técnicas, métodos e matérias primas que lhe dão origem. Após analisado o estado da arte, foi elaborado o projeto e construção do fotobiorreator, bem como realizados ensaios com vista à otimização da instalação. Finalmente, foram efetuadas duas culturas de microalgas da espécie Chlorella Emersonii na instalação desenvolvida para avaliação da eficiência e operacionalidade da mesma, sendo analisados os seus resultados e feita a comparação entre as diferentes culturas, nomeadamente no que respeita aos sólidos totais secos e a densidade ótica. Foram abordados os aspetos técnicos e económicos do projeto, construção e funcionamento do fotobiorreator desenvolvido. O trabalho desenvolvido permitiu verificar que a produção de biodiesel através de microalgas em fotobiorreatores ainda é um processo em desenvolvimento. Apesar de o cultivo de microalgas em fotobiorreatores permitir o controlo das condições ideais para o seu crescimento acelerado, os resultados encontrados neste trabalho não foram benéficos a nível de rentabilidade económica mas, porém, a taxa de crescimento das microalgas foi satisfatória. Mesmo assim, verificaram-se melhorias possíveis a executar em trabalhos futuros.

This project consisted in the design and built of a fotobiorreactor whose propose was to cultivate, in a faster way, micro algae in an artificial environment, getting as final product a biomass with a high content of oil. This biomass subsequently subjected to oil extraction processes will enable the production of biodiesel, with consequent advantages inherent there. Initially, we conducted a survey and analysis of the state of the art, studying the techniques and technologies already used in the cultivation of microalgae as well as the existing types of photobioreactors, thus realizing the best advice to give to the project. Alongside yet been addressed, the theoretical point of view, the need and desirability of developing biofuel alternative to fossil fuels, as well as the techniques, methods and raw materials that make them exist. After examining the state of the art, the project was designed and construction fotobiorreator and trials conducted with a view to optimizing the installation. Finally, we made two cultures of microalgae Chlorella Emersonii kind, during the installation developed to evaluate the efficiency and operability of the same, and analyzed the results and made the comparison between different cultures, in particular with respect to total solids dried and optical density. Addressed the technical and economic aspects of the design, construction and operation of fotobiorreator developed. The work showed that the production of biodiesel by microalgae in photobioreactors is still an evolving process. Although the cultivation of microalgae in photobioreactors allow control of ideal conditions for the rapid growth, the results found in this study were not beneficial in terms of cost effectiveness but, however, the growth rate of microalgae was satisfactory. Even so, there were possible improvements to be implemented in future work.