Otimização de produção de biomassa para extração lipídica utilizando estirpes da microalga Scenedesmus sp.

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i1.24494

Palavras-chave:

Biodiesel; Microalgas; Scenedesmus; Lipídeos; Otimização estatística.

Resumo

Espécies de microalgas como a Scenedesmus sp. têm alto potencial de acumulação lipídica em suas células, viabilizando estudos voltados a exploração desses organismos como matéria prima para extração de bio-óleo destinado a produção de biodiesel, potencializando os sistemas de cultivo e colheita de biomassa. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar técnicas de cultivo da microalga Scenedesmus sp. que possibilite uma maior produção de bio-óleo. O cultivo ocorreu em reatores planos horizontais em acrílico, mantidos em temperatura ambiente a 25°C ± 1°C , com controlador de fotoperíodo em 12 horas de luz e 12 horas de escuro, utilizando três lâmpadas fluorescentes brancas de 40 Volts. O meio de cultivo, tempo e a porcentagem de inóculo foram as variáveis otimizadas para o crescimento das algas e rendimento lipídico. Visando minimizar o número de experimentos realizados e o tempo gasto utilizou-se o planejamento fatorial 23 e o planejamento composto central. As análises indicaram que o cultivo de microalga Scenedesmus sp., apresentou melhores rendimentos no teor lipídico, quando submetidos ao cultivo em meio Chu com 20% de inóculo inicial. No entanto, o acúmulo de lipídeos atinge um valor máximo quando a concentração inicial de meio Chu é de aproximadamente 39,5%. Verificou-se ainda que a quantidade de dias (tempo) indicou a tendência de maior acúmulo de lipídeos em 20 dias de cultivo. Para essas condições de concentração inicial de meio Chu (39,5%) e tempo de cultivo (20 dias), o modelo prevê um acúmulo de teor lipídico de aproximadamente 9,74%.

Referências

Barros Neto, B.; Scarminio, I. S. & Bruns, R. E. (2010). Como Fazer Experimentos: Pesquisa e Desenvolvimento na Ciência e na Indústria. Bookman.

Benedito, V. M.; Porto, P. S. S. & Freitas, R. R. (2019). Modelagem do crescimento de microalgas: Um estudo bibliométrico. Research, Society and Development, 8 (1), e681511. https://doi.org/10.33448/rsd-v8i1.511

Borges, W. S.; Araújo, B. S. A.; Moura, L. G.; Coutinho Filho, U.; Resende, M. M. D. & Cardoso, V. L. (2016). Bio-oil production and removal of organic load by microalga Scenedesmus sp. using culture medium contaminated with different sugars, cheese whey and whey permeate. Journal of Environmental Management, 173, 134-140. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.11.015

Carneiro, G. A.; Silva, J. J. R.; Oliveira, G. A. & Pio, F. P. B. (2018). Uso de Microalgas para Produção de Biodiesel. Research, Society and Development, 7 (5), e1075181. https://doi.org/10.17648/rsd-v7i5.250

Cavalcante Filho, P. G.; Buiaianin, A. M. & Benatti, G. S. S. (2019). A cadeia produtiva agroindustrial do biodiesel no Brasil: um estudo sobre sua estrutura e caracterização. Desenvolvimento Regional em debate, 9, 772-799. https://doi.org/10.24302/drd.v9i0.2252

CHU, S. P. (1942). The influence of the mineral composition if the medium on the growth of planktonic algae. Journal of Ecology, 30 (2), 284-325. https://doi.org/10.2307/2256574

Dourado, M. S.; Cardoso, C. C. A.; Calado, C. S. C.; Frety, R. T. F. & Sales, E. A. (2020). Microalgas como matéria prima para a produção de compostos lipídicos precursores de combustíveis verdes. Brazilian Journal of Development, 6 (3), 13985-13994. https://doi.org/10.34117/bjdv6n3-316

Dzuman, M. J. (2013). Efeito da reciclagem repetida do meio de cultivo da microalga Scenedesmus sp para a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil. http://hdl.handle.net/1884/36784

El Shimi, H. I. & Moustafa, S. S. (2017). Biodiesel production from microalgae grown on domestic wastewater: Feasibility and Egyptian case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82 (3), 4238-4244. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.073

Erazo, R. G. T. P. (2017). Isolamento, seleção e cultivo em meio sintético e vinhaça de microalgas com potencial para a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Ilha Solteira, SP, Brasil. https://repositorio.unesp.br/handle/11449/151734

Fenerick, D. C. & Fenerick, L. H. S. (2020). Avaliação do crescimento da microalga Messastrum gracile em meios de cultura comercial e alternativo utilizando melaço de cana-de-açúcar em menor comprimento de luz. Ciência & Tecnologia, 12 (1), 96-10.

Folch, J.; Lees, M. & Stanley, G. H. S. (1957). A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. Journal of Biological Chemistry, 226 (1), 497-509. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)64849-5

Galina, D.; Benedito, V. M.; Freitas, R. R. & Porto, P. S. S. (2020). Análise da influência da temperatura e do tempo na transesterificação direta da Nannochloropsis Oculata para produção de biodiesel. Research, Society and Development, 9 (7), e655974648. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4648

Gouveia, L.; Graça, S.; Sousa, C.; Ambrosano, L.; Ribeiro, B.; Botrel, E. P.; Castro Neto, P.; Ferreira, A. F. & Silva, C. M. (2016). Microalgae biomass production using wastewater: Treatment and costs. Scale-up considerations. Algal Research, 16, 167-176. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.03.010

Guarieiro, M. S. (2019). Utilização da vinhaça no cultivo da microalga Klebsormidium flaccidum (Kützing) visando à produção de biomassa aplicada ao mercado de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES, Brasil. http://repositorio.ufes.br/handle/10/11115

Guillard R. R. L. (1975). Culture of Phytoplankton for Feeding Marine Invertebrates. In: Smith W.L., Chanley M.H. (eds) Culture of Marine Invertebrate Animals. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8714-9_3

Lima, K. F. F.; Porto, P. S. S. & Freitas, R. R. (2018). Métodos de extração de bio-óleo a partir da microalga Nannochloropsis oculata: uma análise bibliométrica. Research, Society and Development, 7 (6), e976190. https://doi.org/10.17648/rsd-v7i6.259

Monção, F. S. (2018). Microalgas e biocombustíveis: integração de cadeias produtivas. Revista Virtual de Química, 10 (4), 999-1017.

Oliveira, C. J.; Schaffner, R. A.; Cremonez, P. A.; Feroldi, M. & Teleken, J. G. (2014). Produção de Biodiesel a partir das algas: uma revisão. Journal of Agronomic Sciences, 3, 202-221.

Pena, A. C. C.; Fontoura, J. T.; Trierweiler, L. F. & Gutterres, M. (2017). Estudo de um consórcio de microalgas na remoção de nutrientes de efluentes de curtume. Revista Eletrônica Científica da UFRGS, 3 (4), 743-752. https://doi.org/10.21674/2448-0479.34.743-752

Ramirez, N. N. V.; Farenzena, M. & Trierweiler, J. O. (2014). Growth of microalgae Scenedesmus sp. in ethanol vinasse. Brazilian Archives of Biology and Technology, 57 (5), 630-635. https://doi.org/10.1590/S1516-8913201401791

Ramos, L. (2017). Biodiesel: matérias-primas, tecnologias de produção e propriedades combustíveis. Revista virtual de química, 9 (1), 317-369.

Silva, D. A. (2014). Produção de biomassa de microalgas cultivadas em esgoto sanitário biodigerido visando a produção de biodiesel. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil. https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/35118

Shi, R.; Handler, R. M. & Shonnard, D. R. (2019). Life cycle assessment of novel technologies for algae harvesting and oil extraction in the renewable diesel pathway. Algal Research, 37, 248-259. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.12.005

Shuba, E. S. & Kifle, D. (2018). Microalgae to biofuels: ‘Promising’ alternative and renewable energy, review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 743-755. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.042

Svenning, J. B.; Dalheim, L.; Eilertsen, H. C. & Vasskog, T. (2019). Temperature dependent growth rate, lipid content and fatty acid composition of the marine cold-water diatom Porosira glacialis. Algal Research, 37, 11-16. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.10.009

Trevisan, E.; Branco, K. B. Z. F. & Arroyo, P. A. (2019). Avaliação termogravimétrica da biomassa de Chlorella vulgaris cultivada em diferentes condições nutricionais. Engevista, 21 (2), 242-255.

Vieira, T. Q.; Ferreira, W. B.; Araújo, H. W. C.; Cunha, T. H. C. S.; Vidal, I. C. A. & Melo, D. J. N. (2014). Estudo da viabilidade do uso de resíduos no cultivo da microalga Chlorella sp. visando a produção de biocombustíveis. Monografias Ambientais, 13 (4), 3477-3490. https://doi.org/10.5902/2236130813544

Xu, H.; Lee, U.; Coleman, A. M.; Wigmosta, M. S. & Wang, M. (2019). Assessment of algal biofuel resource potential in the United States with consideration of regional water stress. Algal Research, 37, 30-39. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.11.002

Downloads

Publicado

02/01/2022

Como Citar

OLIVEIRA, F. C. .; GUERRA, W. D. .; CHIESA, J. E. G.; DIAS, I. de S. .; VIEIRA, A. T. .; BORGES, W. da S. .; FARIA, A. M. de .; BATISTA, A. C. F. . Otimização de produção de biomassa para extração lipídica utilizando estirpes da microalga Scenedesmus sp. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 1, p. e9211124494, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i1.24494. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24494. Acesso em: 30 jun. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas