Influência da luz na produção de biomassa de microalgas para biocombustíveis: modelagem cinética e análise da literatura
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Universidade Federal de São Carlos
UFSCar
Campus São Carlos
Engenharia Química - EQ
UFSCar
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Engenharia Química - EQ
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With population and technological growth, the demand for energy has increased significantly in recent years. In this context, third-generation biofuels, obtained from microorganism biomass, have emerged as a sustainable alternative. Thus, the present study aimed to evaluate how different lighting conditions, including light intensity and spectrum, influence the growth rate and biosynthesis of biochemical compounds of interest in microalgae, with an emphasis on the production of biofuels, such as biodiesel and SAF. For this purpose, the effect of light on the growth of microalgae was mathematically modeled and evaluated, choosing the species Scenedesmus obliquus, in addition to performing a literature analysis. The results indicated that the mathematical model developed presented good predictive capacity in relation to light intensity, cell concentration and product concentration, since both the simulated values and the behavior remained close to the experimental data. The literature analysis revealed a diversity in the optimal lighting conditions, mainly in relation to light intensity, evidencing that such conditions can vary according to the cultivated species, the cultivation conditions and the objectives of the production process, which determine the metabolites of interest. The literature analyzed shows a predominance of blue and red light, alone or in combination, as the most efficient spectra for microalgae growth and biomass production. When comparing the experimental results with the literature data, there is agreement on the relevance of blue light for microalgae growth. However, experimentally, it was found that red light had a lesser impact. This discrepancy may be related to differences in cultivation conditions, in the species of microalgae used, or to limitations of the modeling applied.
Outra
Com o crescimento populacional e tecnológico, aumentou-se significativamente a demanda por energia nos últimos anos. Nesse contexto, os biocombustíveis de terceira geração, obtidos a partir de biomassa de microrganismos, surgem como uma alternativa sustentável. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar como diferentes condições de iluminação, incluindo intensidade e espectro luminoso, influenciam a taxa de crescimento e a biossíntese de compostos bioquímicos de interesse em microalgas, com ênfase na produção de biocombustíveis, como biodiesel e SAF. Para isso, foi modelado matematicamente e avaliado o efeito da luz no crescimento de microalgas, sendo escolhida a espécie Scenedesmus obliquus, além de se realizar uma análise da literatura. Os resultados indicaram que o modelo matemático desenvolvido apresentou boa capacidade preditiva em relação à intensidade de luz, à concentração celular e à concentração de produto, visto que tanto os valores simulados quanto o comportamento mantiveram-se próximos dos dados experimentais. A análise da literatura revelou uma diversidade nas condições ótimas de iluminação, principalmente em relação à intensidade luminosa, evidenciando que tais condições podem variar de acordo com a espécie cultivada, as condições de cultivo e os objetivos do processo produtivo, que determinam os metabólitos de interesse. Para a literatura analisada, verifica-se uma predominância da luz azul e vermelha, isoladamente ou em combinação, como os espectros mais eficientes para o crescimento das microalgas e a produção de biomassa. Ao comparar os resultados experimentais com os dados da literatura, observa-se uma concordância na relevância da luz azul para o crescimento das microalgas. No entanto, experimentalmente, verificou-se que a luz vermelha teve menor impacto. Essa discrepância pode estar relacionada a diferenças nas condições de cultivo, na espécie de microalga utilizada ou a limitações da modelagem aplicada.
Outra
Com o crescimento populacional e tecnológico, aumentou-se significativamente a demanda por energia nos últimos anos. Nesse contexto, os biocombustíveis de terceira geração, obtidos a partir de biomassa de microrganismos, surgem como uma alternativa sustentável. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar como diferentes condições de iluminação, incluindo intensidade e espectro luminoso, influenciam a taxa de crescimento e a biossíntese de compostos bioquímicos de interesse em microalgas, com ênfase na produção de biocombustíveis, como biodiesel e SAF. Para isso, foi modelado matematicamente e avaliado o efeito da luz no crescimento de microalgas, sendo escolhida a espécie Scenedesmus obliquus, além de se realizar uma análise da literatura. Os resultados indicaram que o modelo matemático desenvolvido apresentou boa capacidade preditiva em relação à intensidade de luz, à concentração celular e à concentração de produto, visto que tanto os valores simulados quanto o comportamento mantiveram-se próximos dos dados experimentais. A análise da literatura revelou uma diversidade nas condições ótimas de iluminação, principalmente em relação à intensidade luminosa, evidenciando que tais condições podem variar de acordo com a espécie cultivada, as condições de cultivo e os objetivos do processo produtivo, que determinam os metabólitos de interesse. Para a literatura analisada, verifica-se uma predominância da luz azul e vermelha, isoladamente ou em combinação, como os espectros mais eficientes para o crescimento das microalgas e a produção de biomassa. Ao comparar os resultados experimentais com os dados da literatura, observa-se uma concordância na relevância da luz azul para o crescimento das microalgas. No entanto, experimentalmente, verificou-se que a luz vermelha teve menor impacto. Essa discrepância pode estar relacionada a diferenças nas condições de cultivo, na espécie de microalga utilizada ou a limitações da modelagem aplicada.
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