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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-216068

Resumo

Com o objetivo de estabelecer um sistema superintensivo para o cultivo de microalgas, foi planejado e implantado um conjunto de Fotobiorreatores (FBR) do tipo Flat Panel (FP). Para isto, foram construídas duas estruturas metálicas, onde foram instaladas telas metálicas para dar suporte aos FBR-FP. Cada estrutura metálica tinha capacidade para suportar até quatro FBR-FP, que consistiram de sacos plásticos com dimensões de 2,30 m x 0,75 m x 0,1 m (altura, largura e espessura) e volume útil de 150 L. Para a operação dos FBR-FP foram instalados um sistema de aeração com filtros e reguladores de pressão e fluxo e um sistema automatizado de controle do pH e da temperatura, além de redes de distribuição de ar comprimido e de injeção de CO2 em alta pressão. Para o início da operação dos FBR-FP foi definida a taxa de aeração em 0,067 vvm (10 L min-1), o coeficiente global de transferência de massa (KLa(O2)) do sistema (gás-líquido) em 54,29 h-1, e empregada irradiância de 400µmol de fótons m-2 s-1, adequada para o cultivo da microalga Nannochloropsis oculata, utilizada nos cultivos. O experimento consistiu na variação da relação da superfície iluminada pelo volume da cultura (S/V), sendo: iluminação apenas por um lado do FBR-FP, apresentando S/V de 10,5 m-1; e iluminação pelos dois lados do FBR-FP, com S/V correspondente a 21,0 m-1. Ao final de 264 h (11 dias) foi obtida uma biomassa de 1,91 ±0,15 g L-1 no tratamento S/V 21,0 m-1 e 1,13 ±0,08 g L-1 com o emprego da S/V 10,5 m-1. Os resultados apontaram que é possível alcançar elevada produtividade em culturas com maior exposição das células algais a luz, com controle e segurança.

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In order to establish a super intensive system for microalgae cultivation, a set of Flat Panel (FP) Photobioreactors (PBR) was planned and implemented. To do so, two metal structures were constructed, where metallic screens were installed to support the PBR-FP. Each metal structure had the capacity to support up to four PBR-FPs, which consisted of plastic bags with dimensions of 2.30 m x 0.75 m x 0.1 m (height, width and thickness) and useful volume of 150 L. To operate the PBR-FP, an aeration system was installed with filters and pressure and flow regulators, an automated pH and temperature control system, as well as compressed air distribution networks and high-pressure CO2 injection. To start operating the FBR-FP, the aeration rate was set at 0.067 vvm (10 L min-1), the overall mass transfer coefficient (KLa (O2)) of the system (gas-liquid) at 54, 29 h-1, and irradiated with 400 mol of photons m-2 s-1, suitable for the cultivation of the microalga Nannochloropsis oculata, used in the cultures. The experiment consisted in the variation of the relation of the surface illuminated by the volume of the culture (S/V), being: illumination only on one side of the PBR-FP, presenting S/V of 10.5 m-1; and illumination on both sides of the PBR-FP, with S/V corresponding to 21.0 m-1. At the end of 264 h (11 days) a biomass of 1.91 ±0.15 g L-1 was obtained in the S/V treatment 21.0 m-1 and 1.13 ±0.08 g L-1 with the of the S/V 10.5 m-1. The results showed that it is possible to achieve high productivity in cultures with greater exposure of algal cells to light, with control and safety.

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