BIOMASSA DE MICROALGAS COMO MATÉRIA-PRIMA PARA …...Biomassa de microalgas como matéria-prima...
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ROBERTO BIANCHINI DERNER
BIOMASSA DE MICROALGAS COMO
MATÉRIA-PRIMA PARA A PRODUÇÃO DE
BIOCOMBUSTÍVEIS
- Ações de P,D&I - Biodiesel:
- Matérias-primas graxas
- Caracterização e controle de qualidade
- Tecnologias de produção
- Aproveitamento de coprodutos do biodiesel
- Armazenamento, estabilidade e problemas associados
- Uso de biodiesel e suas implicações sócio-econômico-
ambientais
- Formação de recursos humanos
- Divulgação científica e tecnológica
Rede Brasileira de Tecnologia e Inovação de Biodiesel (RBTB)
Cultivo de Microalgas
Produção de
energia/biocombustíveis
biodiesel, bioquerosene, bioetanol,
biobutanol, biogás, biohidrogênio etc.
Alimentação humanacomplemento dietético
Alimentação animalaquicultura, ração,
suplementos
Compostos bioativospigmentos, ácidos graxos,
carboidratos, proteínas, vitaminas etc.
Agriculturabiofertilizantes,
defensivos
Ácidos graxos poli-insaturados)usos terapêuticos, alimentos funcionaisBiomateriais
(bioplásticos, papel)
Pigmentosaditivos alimentares e
cosméticos
?
Tratamento de efluentes
líquidos e gasosos
(ficorremediação, biofixação de C)
BiorrefinariasCoprocessos e coprodutos
Qual a razão
para a
multiplicação
do número
de artigos?
Artigo: Microalgae research worldwideGarrido-Cardenas et al., 2018 (Algal Research)
Estudo bibliométrico sobre as pesquisas em biotecnologia de microalgas
1970 - 2017
Artigo: Microalgae research worldwide
Garrido-Cardenas et al., 2018 (Algal Research)
Estudo bibliométrico sobre as pesquisas em biotecnologia de microalgas
1970 - 2017
Figura 2. Principais palavras-chave encontradas nas publicações.A Academia
parece estar
respondendo à
demanda da
Indústria por
conhecimento
para a
produção de
biodiesel a
partir da
biomassa de
microalgas
Biomassa de microalgas como matéria-prima para biodiesel
Grandes empresas (produção de energia/petrolíferas): investimento em unidades piloto
e/ou em grupos de pesquisa
Órgãos de fomento: criação de diversos grupos de pesquisa nas universidades e
outras instituições
Brasil:EMBRAPA AGROENERGIAPETROBRAS/UFRNLCA/UFSC, LABFITO/FURG, NPDEAS/UFPR, GREENTECH/UFRJ
REDE MICROALGAS PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL E BIOCOMPOSTOS
(UFG, UFSC, UFPR, TECPAR, UFSCar, UFLA, INT, UFRJ, UFES e UFPB)
Laboratório de Cultivo de Algas Produção de BiomassaSistemas de cultivoParâmetros de crescimento
CoprocessosEfluentes (CO2, municipais,
aquicultura)
CoprodutosLipídiosBiocombustíveis (biodiesel)PigmentosMedicamentos/cosméticos
Concentrado (“algae paste”)
Biotecnologia de microalgasExpressão gênicaManipulação genética
SELEÇÃO DE CEPAS
(tradicional)
+ Lipídios (FAME)NÃO - INTERESSE
SIM
CULTIVO- BIOMASSA - INTERESSE
+ BIOMASSA
BIODIESEL
Cultivos Experimentais – condições ambientais: alcançar elevada
produtividade em biomassa e produtos de elevado valor comercial
+ lipídios (10 para 40%)
Alterações classes lipídios
+ carotenoides
SELEÇÃO DE CEPAS
ESTUDOS dos FATORES AMBIENTAIS
(alterações fisiológicas: iluminação, nutrientes etc.)
CULTIVO - BIOMASSA - INTERESSE
+ BIOMASSA - Lipídios
BIODIESEL
- INTERESSE
+ Lipídios
+ Lipídios
10% para 40%
Desenvolvimento de sistemas de cultivo superintensivo
automação/modelagem
Fotobiorreator tipo flat panel
Sistema Laminar de Cultivo de Microalgas - SLCA
Biomassa acima de 20 g L-1 (peso seco)
400 x biomassa sistemas tradicionais
Acumulação dos compostos de interesse- Estresses (nutrientes {N, P}, luminoso, pH etc.)
- Cultivo em duas fases
Separação da biomassa - Floculação
- Baixo custo de material/elevado custo operacional (mão de obra)- Baixa eficiência - perda de biomassa a cada etapa do processo- Demorado – pode causar alteração na composição bioquímica da biomassa e
contaminação bacteriana (odor)- Floculantes específicos – funcionam somente para algumas espécies e em condições
próprias- Dificulta o reuso do meio de cultura- Interfere na extração dos lipídios e de outros compostos de interesse- Pode comprometer o uso da torta
Separação da biomassa
Centrifugação
- Método muito eficiente- Biomassa com baixo teor de
água (até 75% de umidade, evita o gasto de energia na secagem)
- Facilita a extração da fração lipídica e dos outros constituintes da biomassa
- A torta pode ser utilizada- Permite o reuso do meio de
cultura- Elevado custo de implantação e
elevado gasto energético
Emprego de efluentes (ETE)
Biomassa contaminada
Metais pesados
Hormônios
Drogas (medicamentos)
Pesticidas/inseticidas
- Interferência no processo de extração dos compostos
de interesse
- Inviabilização do uso da biomassa residual (torta)
- alimentação animal
- cosméticos etc.
?
A Academia atendeu à demanda da indústria por
conhecimento para a produção comercial de biodiesel
a partir da biomassa de microalgas?
Ainda não existe um pacote tecnológico para a produção de
biocombustíveis a partir da biomassa de microalgas.
- Selecionar espécies nativas que cresçam bem em diversas condições ambientais
e para o cultivo em situações específicas (meios de cultura, pH, temperatura etc.);
- Desenvolver sistemas de produção em larga escala visando alcançar elevada
produtividade nos cultivos, equacionando problemas relacionados à contaminação
das culturas e buscando a viabilidade econômica - coprocessos;
- Biofixação temporária do CO2 - créditos de carbono?
- Determinar as condições que favoreçam a acumulação de lipídios e de outros
compostos com valor comercial. Manipulação genética?
- Desenvolver aplicações diversas para os compostos que podem ser extraídos da
biomassa de microalgas – coprodutos.
- Desenvolver e/ou aprimorar metodologias de separação da biomassa em larga escala (filtração, centrifugação, floculação,
flotação etc.);
- Desenvolver ou aprimorar metodologias de extração da fração lipídica e de síntese de biodiesel a partir desta matriz
(matéria-prima);
- Desenvolver e/ou aprimorar metodologias de síntese de outros biocombustíveis/energia (bioetanol, bioquerosene etc.).
Sustentabilidade: considerar os aspectos sociais – geração de emprego e renda
Desafio: produzir biomassa numa escala milhares de vezes maior com um custo
centenas de vezes mais baixo;
REALIZAÇÃO:
APOIO:
Apoio Institucional:
Agradecido pela atenção!
48 3721 4107 – 48 99115 5008
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