Avaliação Fluidodinâmica de Biorreatores
Raceway para Cultivo de Microalgas
Bolsista: Theo Carneiro Roorda
PIBIC/CNPQ
Orientador: Júlio César de Carvalho
Biorreatores raceway são a escolha mais comum
para produção em ambiente aberto de microalgas
em grande escala, devido ao baixo custo em
relação
aos
fotobiorreatores
engenheirados
(KETHEESAN, 2011). Assim, se torna fundamental
avaliar as possíveis melhorias que podem ser
implementadas neste tipo de biorreator, a fim de
otimizar as condições do cultivo. O objetvo do
projeto é a avaliação do funcionamento do
biorreator raceway utilizando análise de imagens e
programas
computacionais,
culminando
na
construção de um perfil de comportamento do
biorreator a partir dos dados obtidos.
O reator estudado no projeto é um reator raceway
de escala ampliada, pertencente ao Laboratório de
Processos Biotecnológicos da UFPR. para sua
agitação, foram usadas três bombas de aquário de
vazão 2500L/h acopladas magneticamente a uma
barra de ferro posicionada no fundo do reator. Para
acompanhar e visualizar o comportamento do
líquido, foram feitas pequenas esferas de alginato
de densidade similar à da água
KETHEESAN, B.; NIRMALAKHANDAN, N.;
Development of a new airlift-driven raceway reactor
for algal cultivation; Applied Energy, volume 88,
Issue 10, pp. 3370–3376, 2011
A velocidade da água dentro do reator agitado varia entre
8cm/s e 12cm/s Como é possível observar na figura, a parte
externa do início das curvas e a parte interna do final das
curvas possuem velocidade muito próxima a zero,
constituindo zonas de estagnação nas quais a agitação fica
longe da desejada. Assim, se torna necessário o
desenvolvimento de estratégias para amenizar tais efeitos
resultantes da geometria do raceway.
A modelagem computacional realizada forneceu um retrato
fiel à realidade observada, e um manuseio mais profundo
no software no sentido de mudanças de geometria pode
possibilitar uma maior homogeneidade nas velocidades de
agitação do fluido no reator, economizando o trabalho de
exaustivos testes experimentais.