Abstract:
As microalgas se destacam por apresentarem diversas potencialidades, como fonte de
alimento, obtenção de bioprodutos, produção de biocombustíveis e também podem contribuir na redução do efeito estufa, fixando CO2. As microalgas apresentam em sua composição alto teor de proteínas, ácidos graxos, minerais e pigmentos e, além disso, a microalga Chlorella possui certificado GRAS (Generally Recognized As Safe), podendo ser utilizada como alimento sem oferecer risco à saúde humana. Industrialmente, o cultivo semicontínuo de microalgas é muito empregado, pois com esse tipo de cultivo é possível a
manutenção da cultura em crescimento por períodos mais prolongados, procedendo-se
apenas a alimentação periódica do meio novo. O objetivo deste trabalho foi estudar o
crescimento das microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. cultivadas em modo semicontínuo e diferentes condições nutricionais e de processo. Assim, este trabalho foi dividido em 3 etapas: na primeira, objetivou-se estudar os cultivos das microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. em diferentes condições nutricionais e de processo; na segunda etapa, avaliou-se o cultivo semicontínuo da microalga Cyanobium sp. em fotobiorreator tubular vertical de 2 L e na terceira, estudou-se o cultivo da microalga Chlorella sp. em modo semicontínuo em fotobiorreator aberto tipo raceway de 6 L. Para avaliar o melhor meio nutriente e agitação, os cultivos foram realizados em fotobiorreatores tipo erlenmeyer e raceway de 0,5 L e 6 L, respectivamente. Os cultivos foram realizados em condições controladas, estufa climatizada a 30ºC, 3200 Lux e fotoperíodo 12 h claro/escuro. O melhor meio de cultivo para as microalgas Cyanobium sp. e Chlorella sp. foi o meio BG11 com adição de bicarbonato de sódio, onde foram obtidas as maiores concentrações celulares (0,56 e 0,66 g.L-1), velocidades específicas de crescimento (0,303 e 0,166 d-1) e produtividades (0,120 e 0,089 g.L-1.d-1), respectivamente. Quando cultivadas sob diferentes agitações, as melhores respostas foram obtidas nos ensaios realizados com agitação por 2 bombas submersas, com concentrações máximas de biomassa 1,21 e 0,93 g.L-1 para Cyanobium sp. e Chlorella sp, respectivamente. Para o cultivo em modo semicontínuo da microalga Cyanobium sp., a máxima velocidade específica de crescimento foi 0,127 d-1 quando o cultivo foi realizado com concentração de corte 1,0 g.L-1, taxa de renovação 50% e concentração de bicarbonato de sódio 1,0 g L-1. Os máximos valores de produtividade (0,071 g.L-1.d-1) e número de ciclo (10) foram observados em concentração de corte 1,0 g.L-1, taxa de renovação 30% e concentração de bicarbonato 1,0 g.L-1. No cultivo semicontínuo com Chlorella sp., a maior velocidade específica de crescimento (0,149 d-1) foi obtida
quando cultivada com 1,6 g.L-1 de bicarbonato de sódio e concentração de corte 0,6 g.L-1. A
maior produtividade (0,091 g.L-1.d-1) foi obtida quando utilizado no cultivo concentração de corte 0,8 g.L-1, taxa de renovação de meio 40% e concentração de bicarbonato de sódio 1,6 g.L-1. Os resultados mostraram que o cultivo em modo semicontínuo é uma alternativa para maximizar a produção de microalgas, além disso, o sistema de cultivo deve ser escolhido não apenas pela maior produtividade, mas também de acordo com as características desejadas do produto.
Microalgae had gain attention for presenting diverse potentialities, as source of food,
attainment of bioproducts, produce biofuels and also can contribute in the greenhouse effect reduction, fixing CO2. Microalgae presents in its composition high contents of protein, fatty acids, minerals and pigments, moreover, microalgae Chlorella possess the GRAS (Generally Recognized As Safe) certificate, being able to be used as food without offering any risk to the human health. The semicontinuous microalgae cultivation is very used, because of the long
period cells maintenance, being necessary the periodic feeding of new cultivation medium.
The objective of this work was to study the growth of the microalgae Cyanobium sp. and
Chlorella sp. cultivated in semicontinuous mode and different nutritional and process
conditions. This work was divided in three stages: in the first, the aim was to study the cultivation of the microalgae Cyanobium sp. and Chlorella sp. in different nutritional and process conditions; in the second stage, the semicontinuous cultivation of the microalgae Cyanobium sp. in vertical tubular photobioreactor of 2 L was evaluated; in the third, the culture of the microalgae Chlorella sp. was studied in semicontinuous mode in open photobioreactor type raceway of 6 L. To evaluate the best medium nutrient and agitation conditions, cultures were carried out under in photobioreactors type erlenmeyer and raceway of 0,5 L and 6 L, respectively. Cultures were carried out under controlled conditions, climatized greenhouse at 30ºC, 3200 Lux and 12 h photoperiod light/dark. The best culture medium for the microalgae Cyanobium sp. and Chlorella sp. was the BG11 medium with sodium bicarbonate addition, where were obtained the highest cell concentrations (0,56 and 0,66 g.L-1), specific growth rate (0,303 and 0,166 d-1) and productivity (0,120 and 0,089 g.L-
1.d-1), respectively. When cultivated under different agitation conditions, the best answers were obtained with agitation given by 2 submerged pumps, with maximum biomass
concentrations 1,21 g.L-1 for Cyanobium sp. and 0,93 g.L-1 for Chlorella sp. For the culture in semicontinuous mode of the microalga Cyanobium sp., the maximum specific growth rate was 0,127 d-1 in the culture with cell concentration 1,0 g.L-1, renewal rate 50% and sodium bicarbonate concentration 1,0 g.L-1. The maximum productivity values (0.071 g.L-1.d-1) and cycle number (10) had been observed in cell concentration 1,0 g.L-1, renewal rate 30% and 1,0 g.L-1 bicarbonate concentration. In the semicontinuous culture with Chlorella sp., the highest specific growth rate (0,149 d-1) was gotten when cultivated with 1,6 g.L-1.d-1 of sodium
bicarbonate and cell concentration 0,6 g.L-1). The highest productivity (0,091 g.L-1.d-1) was gotten when cell concentration 0,8 g.L-1, medium renewal rate 40% and sodium bicarbonate concentration 1,6 g.L-1 were used in the culture. Results had shown that semicontinuous mode culture is an alternative to maximize the microalgae production, moreover, the culture system must not only be chosen by the highest productivity, but also in accordance with the desired characteristics of the product.
