1 de ago de 2013

Separação de biomassa de microalgas por centrifugação

O NPDEAS desenvolve pesquisas na área de energia sustentável através da produção de microalgas em fotobiorreatores tubulares compactos. Uma dificuldade do processo de produção de biocombustíveis a partir de microalgas consiste no fato de que as concentrações finais dos meios de cultivo apresentam valores baixos (1 - 5 g.L-¹), dificultando o processo de separação da matéria-prima. 

Uma forma eficiente de separar as microalgas consiste no uso de centrífugas. Contudo, equipamentos com capacidade de separar as microalgas diretamente do meio de cultivo constituem máquinas de grande porte com alto gasto energético. Uma alternativa para esse problema consiste no acoplamento de operações unitárias como o que acontece hoje no NPDEAS.

Em nossas pesquisas, a biomassa de microalgas é pré-floculada. Esse processo de baixo gasto energético elimina mais de 90% da água presente no meio de cultivo e aumenta o tamanho das partículas. Então, o material pré-floculado é submetido à centrifugação em equipamento de pequeno porte e com baixo gasto energético que, desta forma, permite a separação das microalgas de forma eficiente. 

A pasta de microalgas obtida através desse processo apresenta teor de umidade variando de 70 a 80%. Esse material é completamente em poucas horas em estufa com temperatura controlada e ar corrente. A Fig. 1 apresenta o aspecto da biomassa de microalgas ao final da centrifugação. Na Fig. 2 o aspecto do material após ser transferido para um copo de Becker.

 Figura 1 - Biomassa de microalgas recém centrifugada

Figura 2 - Biomassa de microalgas

Outra possibilidade também utilizada no NPDEAS consiste no acoplamento da floculação com processo de filtração. O inconveniente desse processamento é o tempo de filtração que pode chegar à 24 horas. O processo fornece um material com teores de umidade em torno de 90% e pode ser uma alternativa de baixo custo energético e de capital para o processamento de biomassa de microalgas em pequena escala. Na Fig. 3 podemos ver a biomassa de microalgas 24 horas após o início da filtração do material pré-floculado. O aspecto é semelhante ao material obtido por centrifugação

Figura 3 - Filtração de biomassa de microalgas

O processo de separação de biomassa de microalgas encontra-se em constante aprimoramento no NDPEAS. O objetivo desse esforço consiste na redução do gasto energético, diminuição do tempo de processamento e aumento da qualidade da biomassa de microalgas de modo contribuir positivamente no desenvolvimento da tecnologia de produção de biocombustível renovável com o uso de fotobiorreatores. 

Em nosso grupo de pesquisa, a biomassa de microalgas é processada em apenas um dia (floculação, centrifugação e secagem). Deste modo, obtemos uma biomassa de microalgas de alta qualidade sem contaminação evidente. O material está sendo utilizado no desenvolvimento de processos de extração de óleo para produção de biodiesel.