Novas configurações de biorreatores: Fotobiorreatores

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Novas configurações de Biorreatores: Fotobiorreatores
Jayara Delgado
Universidade Federal do Oeste da Bahia-UFOB
Campus multidisciplinar de Luís Eduardo Magalhães
Engenharia de Biotecnologia
31/01/2018
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Fotobiorreatores
1 Fotobiorreatores
2 Fotobiorreator tubular
3 Fotobiorreatores de placas planas
4 Fotobiorreatores de coluna
5 Considerações Finais
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Fotobiorreatores
Fotobiorreatores
Esta classe de biorreatores utiliza uma fonte de luz para cultivar microorganismos
fototróficos.
- Plantas, musgos, microalgas, cianobactérias etc.
São classificados com base tanto no design quanto no modo de operação:
-Desinger:Tubulares, placas planas, colunas;
-Modo de operação: mistura realizada por bombeamento mecânico ou ar;
Podem ser constuídos de vidro, plástico, estruturas rígidas e flexíveis.
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Fotobiorreatores
Este tipo biorreator se apresenta como uma forma alternativa a sistemas abertos;
Sistemas abertos apresentam:
-Deficiência de CO2;
-limitação luminosa; -Presença de espécies invasoras.
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Fotobiorreatores
Figura 1: Exemplo de sistema aberto.
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Fotobiorreator tubular
1 Fotobiorreatores
2 Fotobiorreator tubular
3 Fotobiorreatores de placas planas
4 Fotobiorreatores de coluna
5 Considerações Finais
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Fotobiorreator tubular
Fotobiorreator tubular
Em 1950, foi desenvolvido o primeiro fotobiorreator tubular em forma de
serpentina;
Athur D. Little, ainda na década de 1950, do Instituto de técnologia de
Massachusetts desenvolveu o primeiro fotobiorreator tubular horizontal em escala
piloto;
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Fotobiorreator tubular
Figura 2: Fotobiorreator tubular horizontal
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Fotobiorreator tubular
Limitações
Os tubos apresentam diâmetros limitados a no máximo 10 cm;
- Em valores maiores a luz é um fator limitante;
Limitações
O tamanho dos tubos também é limitado devido ao potencial de acúmulo de
Oxigênio;
-Diminuição da produtividade -> depleção de CO2 e variações de pH.
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Fotobiorreatores de placas planas
1 Fotobiorreatores
2 Fotobiorreator tubular
3 Fotobiorreatores de placas planas
4 Fotobiorreatores de coluna
5 Considerações Finais
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Fotobiorreatores de placas planas
Fotobiorreatores de placas planas
Este sistema possui uma superfície de captação solar maior comparado a outros
fotobiorreatores;
-Alta taxa de biomassa obtida;
- Baixo acúmulo de oxigênio dissolvido;
-Alta eficiência fotossintética;
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Fotobiorreatores de placas planas
Figura 2: Fotobiorreator de placas planas
(1F) Primeira unidade do processo de produção; (1L) Última unidade do processo de produção;
(2) Tubos perfurados para a injeção de bolhas de ar; comprimido no interior da cultura; (3)
Sensor térmico; (4) Sprinklers com água de arrefecimento do sistema; (5) Termostato; (6)
Válvula solenoide; (7) Reservatório contendo o meio de cultura; (8) Bomba de injeção do meio
de cultura no sistema, (9) Tubo para suspensão a ar; (10) Tubo de reciclagem (conecta a
primeira e a última Unidade); (11) Tomada da coleta de biomassa; (12) Reservatório da
biomassa produzida; 13) Suprimento de ar comprimido; (14) Suprimento de ar enriquecido com
CO2; (15) Porta de ar comprimido para o sistema de suspensão a ar; (16) Porta de amostragem.
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Fotobiorreatores de coluna
1 Fotobiorreatores
2 Fotobiorreator tubular
3 Fotobiorreatores de placas planas
4 Fotobiorreatores de coluna
5 Considerações Finais
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Fotobiorreatores de coluna
Fotobiorreatores de coluna
Vantagens
-Apresentam uma mistura mais eficiente;
-Maior taxa de transferência de gases;
-Maior controle sob as condições do meio de cultura;
Limitações
As bolhas criam um ambiente hidrodinâmico que pode causar estresse mecânico
aos microorganismos.
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Fotobiorreatores de coluna
Figura 3- Fotobiorreator em coluna;
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Considerações Finais
1 Fotobiorreatores
2 Fotobiorreator tubular
3 Fotobiorreatores de placas planas
4 Fotobiorreatores de coluna
5 Considerações Finais
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Considerações Finais
Considerações Finais
Apresentam riscos reduzidos de contaminação por espécies invasoras ou
predadoras;
-Evita perdas de CO2 e evaporação;
-Hidráulica e temperatura controláveis e designs flexíveis;
- Apresentam maior produtividade quando comparados a sistemas abertos;
Porém...
-Apresentam elevados custos para emprego em grande escala.
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Considerações Finais
References
AZEREDO, V. B. Produção de Biodisel a partir do cultivo de
microalgas:estimativa de custos e perspectivas para o Brasil. Dissertação
(mestrado). Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE,2012.
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