CULTIVO DE MICROALGAS PARA BIOFIXAÇÃO DE CO 2 E OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS

Transcrição

1 Universidade Federal do Rio Grande Escola de Química e Alimentos Laboratório de Engenharia Bioquímica CULTIVO DE MICROALGAS PARA BIOFIXAÇÃO DE CO 2 E OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS Adriano A. Henrard, Elisângela M. Radmann, Ana Priscila C. da Rosa, Michele da R. Andrade, Michele G. de Morais, Roque L. Zílio Coordenador: Prof. Dr. Jorge Alberto Vieira Costa

2 INTRODUÇÃO

3 Com surgimento de indústrias e usinas termelétricas Liberar CO 2 e outros gases como SO 2 e NO - Agravando Efeito Estufa - NO e SO 2 chuva ácida

4 Concentração de CO 2 na atmosfera (

5 Emissão de CO 2 no Brasil toneladas Queima de Combustíveis Indústria 7% Queima de Combustíveis Transporte 9% Queima de Combustíveis Outros Setores 6% Processos Industriais 3% Mudança no uso da Terra e Florestas 75%

6 Sequestro de Carbono Árvores Oceanos (metade do CO 2 emitido) Injeção em minas desativadas Injeção em poços de petróleo e minas de carvão desativados Absorção química Cultivo de microalgas 1 ton/ha.ano (3,5 ton/ha.ano) Qualidade do solo Demoram anos para crescer e fixar

7 Vantagens Produtividade / Área; Start-up; Controle do Processo Concentração do CO 2 Resultados Imediatos

8 Sequestro de Carbono

9 2004: maior planta de fixação de CO 2 por microalgas do país - Candiota

10 Sequestro de Carbono ALEMANHA

11 Sequestro de Carbono ISRAEL

12 Sequestro de Carbono HAWAI

13 Sequestro de Carbono (TAILÂNDIA)

14 ALIMENTOS ENRIQUECIDOS COM Spirulina Bebida isotônica Pudim de chocolate (esq) e Sopa instantânea (dir) Biscoitos de chocolate Macarrão instantâneo Biscoitos de limão Barra de cereal Sopa instantânea Gelatina de limão Bolo de chocolate (esq) e limão (dir) Pudim de chocolate

15 OBJETIVO O objetivo deste trabalho foi utilizar gás de combustão da Usina Termelétrica Presidente Médici, para o cultivo das microalgas Spirulina sp. LEB-18 e Scenedesmus obliquus LEB-22, determinando suas características cinéticas e capacidade de fixação de CO 2.

16 Material e métodos Micro-organismos e meios de cultivo - Spirulina sp. LEB-18. meio Zarrouk - Scenedesmus obliquus LEB-22 meio MC Spirulina Scenedesmus - Nos ensaios de Spirulina sp. LEB-18 a fonte de carbono original (NaHCO 3 ) foi substituída por CO 2 contido no gás de combustão obtido da queima do carvão na UTPM. - Experimentos controles onde o meio de cultivo foi mantido sem alteração.

17 Condições de cultivo Material e métodos Vol útil = 5 L Agitação = 18 rpm Tempo = 40 d 2500 Lux 12 h claro/escuro A evaporação foi compensada pela reposição diária de água destilada.

18 Material e métodos Gás de combustão obtido da queima do carvão 10,2% de CO 2, 654 ppm de CO e 87 ppm de NO X Antes da injeção do gás de combustão nos biorreatores, a corrente gasosa passou por uma coluna de H 2 O 2 (10% v/v), para remoção de SO 2 O gás de combustão foi injetado nos meios de cultivos através de aspersores, distribuídos uniformemente na base do fotobiorreator e, sua injeção foi realizada durante 15 min a cada 2 h durante as 12 h de fotoperíodo claro.

19 Determinações Analíticas Material e métodos A concentração de biomassa (X, g.l -1 ) foi determinada a cada 24 h, a partir da leitura da densidade ótica em espectrofotômetro a 670 nm. Foram realizadas medidas de ph e acompanhamento das temperaturas máximas e mínimas dos cultivos. A cada 3 d foi determinada a alcalinidade do meio de cultivo (APHA, 1998). Com os dados de ph e alcalinidade foram calculados as concentrações de CO 2, HCO 3 - e CO 3-2 dissolvidos no meio (CARMOUZE, 1994). Todas as análises foram realizadas em triplicata.

20 Resultados e Discussão

21 35,7% X biomassa 0,78 g.l -1 50% CO 2 e 300 ppm NO FIGURA 1 Concentração de biomassa das microalgas Spirulina sp. LEB-18 com gás de combustão ( ) e meio Zarrouk ( ); e S. obliquus LEB-22 com gás de combustão ( ) e com meio MC ( ) ao longo do tempo de cultivo

22 P média = 1,13 g.m -2.d -1 P média = 0,77 g.m -2.d -1 F média = 5,66% P média = 0,49 g.m -2.d -1 F média = 0,86% (a) (b) FIGURA 2 (a) Produtividade (P) e para as microalgas Spirulina sp. LEB-18 com gás de combustão ( ) e meio Zarrouk ( ); e S. obliquus LEB-22 com gás de combustão ( ) e com meio MC ( ) ao longo do tempo de cultivo, e (b) fixação de CO 2 (F) para as microalgas Spirulina sp. LEB-18 ( ) e S. obliquus LEB-22 ( ) com gás de combustão

23 Conclusões O uso de gás de combustão da UTPM incrementou em 35,0 % a produção de biomassa ao final do cultivo de Spirulina sp. LEB-18, com redução de 24,2% da concentração de CO 2 do gás de combustão, sendo biofixado 5,7% do CO 2 para o crescimento das microalgas. A biomassa final das microalgas S. obliquus LEB-22 e Spirulina LEB-18 cultivadas com gás de combustão apresentou 6,2 e 4,8% de lipídios, e 40,6 e 46,8% de proteínas, respectivamente. Os resultados mostram que as microalgas podem ser cultivadas em plantas de energia elétrica para biofixar o CO 2 proveniente do gás de combustão de carvão e contribuir para redução do aquecimento global.

24 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a ELETROBRÁS Centrais Elétricas Brasileiras S.A. e CGTEE Companhia de Geração Térmica de Energia Elétrica pelo apoio financeiro para a realização desse trabalho.