Abstract:
A maior parte da energia hoje consumida no mundo é derivada de fontes como petróleo,
carvão e gás natural. Essas fontes, no entanto, não são renováveis e podem se esgotar em data
futura. Nas últimas décadas, as fontes renováveis de combustíveis de base biológica, em
especial o bioetanol, têm sido consideradas como alternativa à matriz energética
convencional. Porém, existe a necessidade de ampliação da oferta de matérias-primas para
produção de etanol, sem pressionar a área plantada para produção de alimentos, o que tem
levado empresas e países a investirem em pesquisas para maior utilização de outras matériasprimas.
As microalgas surgem como uma das alternativas mais promissoras para a produção
de bioetanol, sendo que modificações nas condições de cultivo podem propiciar incremento
na concentração de carboidratos destas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a
influência da concentração de nutrientes na concentração de carboidratos de microalgas e
produzir bioetanol a partir destas. Avaliou-se a síntese de carboidratos das microalgas
Chlorella homosphaera e Spirulina platensis LEB 52 em cultivos mixotróficos com
diferentes concentrações do componente nitrogenado e cloreto de sódio adicionados aos
meios de cultivo. Para a microalga Chlorella minutissima, foram avaliados os efeitos do meio
de cultivo e das concentrações dos componentes nitrogenado e fosfatados utilizados no meio
de cultivo da microalga sobre a concentração de carboidratos desta. Foram realizadas
fermentações alcoólicas utilizando como substrato biomassa das microalgas Chlorella
pyrenoidosa e Spirulina sp. LEB 18 acrescidos de glicose e sacarose. Para a microalga
Chlorella homosphaera, a maior produtividade em carboidratos foi obtida nos ensaios
realizados com a maior concentração de KNO3 com menor concentração de NaCl e menor
concentração de KNO3 com maior concentração de NaCl (0,014±0,001 g.L-1
.d-1
e
0,015±0,002 g.L-1
.d-1
, respectivamente). A maior produtividade em carboidratos nos cultivos
de Spirulina platensis LEB 52 (0,116±0,002 g.L-1
.d-1
) foi verificada no experimento no qual a
microalga foi cultivada nas menores concentrações de NaNO3 e NaCl. A microalga Spirulina
platensis LEB 52 apresentou maior produtividade em carboidratos quando comparada à
microalga Chlorella homosphaera. A microalga Chlorella minutissima cultivada em meio
Basal, com adição de 0,125 g.L-1 do componente nitrogenado (KNO3) e sem adição dos
componentes fosfatados (K2HPO4 e KH2PO4) apresentou a maior produtividade em
carboidratos nos cultivos (0,030±0,002 g.L-1
.d-1
). O ensaio com biomassa de Spirulina sp.
LEB 18 com adição de glicose apresentou eficiência superior na formação de etanol e
produtividade em etanol (68,487±2,592% e 1,182±0,051g.L-1
.h-1
, respectivamente).
Most of the energy consumed in the world today is derived from sources such as petroleum,
coal and natural gas. These sources, however, are not renewable and can be depleted at a
future date. In the last few decades, renewable biobased fuels, especially ethanol, started to be
considered as an alternative to conventional energy sources. However, there is a need to
expand the supply of raw materials for ethanol production, without pressing the acreage for
food production, which has led companies and countries to invest in research to increased use
of other raw materials. Microalgae appear as one of the most promising alternatives for the
production of bioethanol, and changes in culture conditions may provide an increase in the
concentration of these carbohydrates. In this context, the aim of this study was to evaluate the
influence of the concentration of nutrients in carbohydrate concentration of microalgae and
produce bioethanol from these. We evaluated the synthesis of carbohydrates from microalgae
Chlorella homosphaera and Spirulina platensis LEB 52 in mixotrophic cultures with different
concentrations of nitrogen component and sodium chloride added to the culture medium. For
microalgae Chlorella minutissima, it was made an evaluation of the effects of the medium and
the concentrations of nitrogen and phosphate components used in the culture medium of
microalgae on the concentration of this carbohydrate. Fermentations were carried out using as
substrate biomass from microalgae Chlorella pyrenoidosa and Spirulina sp. LEB 18 plus
glucose and sucrose. For the microalgae Chlorella homosphaera, the highest productivity in
carbohydrates was obtained in the tests with the highest concentration of KNO3 with lower
concentration of NaCl, and lower concentration of KNO3 with a higher concentration of NaCl
(0,014±0,001 g.L-1
.d-1
e 0,015±0,002 g.L-1
.d-1
, respectively). The highest productivity in
carbohydrates in cultures of Spirulina platensis LEB 52 (0,116±0,002 g.L-1
.d-1
) was observed
in the experiment in which the microalgae was cultured in lower concentrations of NaCl and
NaNO3. The Spirulina platensis LEB 52 showed higher productivity in carbohydrates when
compared to microalgae Chlorella homosphaera. The microalgae Chlorella minutissima
cultured in Basal, with the addition of 0.125 gL-1
of nitrogen component (KNO3) and without
the addition of phosphate components (K2HPO4 and KH2PO4) showed a higher productivity
in carbohydrates in cultures (0,030±0,002 g.L-1
.d-1
). The test with biomass from Spirulina sp.
LEB 18 with the addition of glucose had higher efficiency in productivity and formation of
ethanol (68.487±2.592 % and 1.18±20.051 gL-1
.h- 1
, respectively).
