MÉTODOS DE SECAGEM DE BIOMASSA DE MICROALGA

Resumo

Microalgas são microorganismos que apresentam alta variedade biológica e podem ser aplicados em vários setores. A separação destes microorganismos é um desafio, uma vez que apresentam baixas densidades e são encontradas em suspensão no meio de cultura. Para otimizar o processo de secagem da biomassa das microalgas, o objetivo deste trabalho foi otimizar o uso do spray dryer em relação a secagem por estufa e por liofilização, bem como reconhecer o rendimento de biomassa, o teor lipídico, a composição dos ácidos graxos e a composição elementar (CHNS) para cada método testado. Para isso, a espécie Chlorella vulgaris foi cultivada em fotobiorreator, com iluminação, temperatura e concentração de nutrientes controlados, a monitorização do crescimento ocorreu através da contagem celular durante 12 dias, foram realizados cultivos com 3 g L^-1  e 6 g L^-1  de NPK. Foram testados três métodos de secagem: secagem por estufa (50 ºC, até peso constante), liofilização (- 50 ºC, 20 h) e spray dryer (110 ° C e 170 ºC, aproximadamente 2 h sob fluxo N₂). O volume de amostra para separação e secagem foi de 1 L. O método de concentração da amostra por decantação também foi aplicado para a secagem por spray dryer e a separação por centrifugação foi utilizado para as biomassas secas na estufa e no liofilizador. O teor de lipídios foi avaliado pelo método descrito por Bligh e Dyer, a composição de ácidos graxos foi determinada por Cromatografia Gasosa  com Detector de Massas (Shimadzu / QP2010plus) e a composição elementar da biomassa foi avaliada através do analisador elementar CHNS (PerkinElmer 2400 Series II). Os resultados indicaram que a secagem por spray dryer foi o melhor método para a obtenção de biomassa, com 0,7 g L^-1 de rendimento, quando a biomassa foi concentrada e alimentada com 3 g L^-1 de NPK, valores próximos foram obtidos com o cultivo de 6 g L^-1 de NPK, com rendimento de 0,6 g L^-1 de biomassa seca. Os rendimentos obtidos na secagem por estufa e liofilização foram próximos para os dois cultivos, obtendo-se 0,3 g L^-1 de biomassa. O rendimento lipídico foi maior quando se utilizou a secagem por spray dryer, obtendo-se média de 30% de rendimento enquanto que para os outros métodos de secagens apresentaram rendimentos lipídicos de 10%. A predominância dos mesmos ácidos graxos foi encontrada em todas as amostras. A técnica de secagem por liofilização mostrou-se eficiente na conservação dos ácidos graxos, principalmente para o ácido graxo linolênico (C18:3). Já para as técnicas de secagem por estufa e spray dryer, os ácidos graxos palmítico (C16:0) e linoleíco (C18:2), foram predominantes. O total de ácidos graxos insaturados foi predominante em todas as amostras, enquanto que para uma amostra seca em estufa o total de ácidos graxos saturados foi maior. Os resultados para a composição elementar da biomassa, apresentaram alto teor de carbono quando se concentrou a biomassa e consequentemente baixo teor de nitrogênio uma vez que os sais dissolvidos no meio foram removidos. A secagem de biomassa de Chlorella vulgaris por spray dryer provou ser uma técnica alternativa mais rápida e eficiente para ser empregada em escala laboratorial.