5° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel
8º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel
Avaliação de estratégia de floculação de Dunaliella tertiolecta com Moringa oleifera
Diego Filócomo (DIEN/INT, [email protected]), Ana Lucia Barbosa de Souza (DIEN/INT,
[email protected]), Cláudia Maria Luz Lapa Teixeira (DIEN/INT, [email protected]), Pedro Celso
Nogueira Teixeira (LCC/FIOCRUZ, [email protected])
Palavras Chave: microalga, Dunalliela tertiolecta, moringa, pH, floculação.
1 - Introdução
Muitos estudos realizados com Dunaliella spp.
mostram o potencial desta para o cultivo em escala
comercial. Alguns autores a citam como espécie favorável
ao cultivo massivo para fabricação de biocombustível1.
Para o cultivo em larga escala, a baixa densidade
celular da cultura gera a necessidade de se processar um
grande volume para obtenção de uma biomassa razoável. A
separação da biomassa algal do meio de cultivo pode
contribuir com 20-30% do custo total da produção2;
portanto, uma alternativa para a redução custos deste
processo é realizar uma separação prévia da biomassa algal,
de forma eficiente, barata e que não interfira na qualidade
do produto final.
As sementes de Moringa oleifera vêm sendo
utilizadas no tratamento de água por floculação3 e como
matéria-prima para a produção de biodiesel4. O baixo custo
de obtenção de suas sementes5 e sua nula toxicidade6 faz da
Moringa oleífera uma alternativa em potencial para a
floculação de microalgas em larga escala. O nosso grupo
obteve resultados positivos com o uso de sementes de
Moringa oleífera como agente biofloculante de microalgas7
como, Chlorella vulgaris e Tetraselmis cf gracilis, por
outro lado, para a espécie Dunaliella tertiolecta, em
trabalhos anteriores a este, os resultados obtidos não foram
satisfatórios, provavelmente devido a sua estrutura celular.
Este trabalho tem como objetivo avaliar estratégias
para possibilitar a floculação das células de Dunalliela
tertiolecta utilizando-se sementes de Moringa. Como
comparação, foi promovida a floculação mediada por
alteração do pH do meio de cultivo8.
2 - Material e Métodos
Foram utilizadas suspensões celulares de
Dunalliela sp. crescidas em meio F/2 Guillard modificado.
Foi promovida a alteração da estrutura celular
(sem que ocorresse lise) no sentido de tentar forçar a
floculação. Para tanto, as suspensões celulares foram
centrifugadas e as células ressuspensas em WC (meio onde
temos resultados de floculação com outras microalgas)7.
Estas células foram observadas ao microscópio para
avaliação da sua integridade. Às células de Dunaliella
ressuspensas em meio WC foi acrescentado o extrato de
Moringa. O extrato foi preparado em meio WC. As
sementes foram previamente trituradas, posteriormente
peneiradas e adicionadas à água do mar na proporção de
50g/L; foram, então submetidas a ultrassom, seguido de
centrifugação a 3.500rpm por 15 minutos, e filtração em
membrana 0,45µm para a eliminação do material
particulado das sementes.
As suspensões com o extrato foram levada para
mesa agitadora por 15 minutos, a 150rpm. Após este tempo,
a suspensão foi transferida para tubos de ensaio onde foi
feito o acompanhamento visual (com fotografias) da
floculação ao longo do tempo. Para a avaliação quantitativa
da floculação foram utilizadas medidas de densidade ótica
D.O. em 730nm. Foi escolhido como tempo zero o
momento da transferência da amostra para o descanso nos
tubos de ensaio, quando foi retirada a primeira alíquota para
medida de D.O. Após o descanso, a retirada de alíquota foi
feita na região correspondente à metade da altura do
líquido. Os controles foram feitos com a suspensão celular
também ressuspensa em WC, mas sem a adição do extrato
de Moringa. Estes foram levados para agitação na mesa
agitadora, nas mesmas condições que as suspensões
celulares com Moringa.
Foram preparadas suspensões de Dunaliella
tertiolecta em diferentes pHs – 6,8; 7,8; 8,8; 9,8 e 10,3 - por
meio de ajuste com HCl (1M) ou NaOH (1M). Estas foram
transferidas para tubos de ensaio para o descanso pelo
mesmo tempo que as suspensões tratadas com Moringa, e o
acompanhamento do experimento foi feito da mesma forma
que o experimento com Moringa.
A fim de verificar se durante o processo de
floculação ocorreu lise celular devido à variação de pH,
foram feitas observações ao microscópio das suspensões
celulares.
3 - Resultados e Discussão
Na figura 1 são mostradas as fotos da suspensão
celular original (em meio F/2) e da suspensão celular
ressuspensa em meio WC. Podemos observar que a
ressuspensão em WC promoveu uma modificação na
morfologia das células, sem, porém, promover a lise destas.
Figura 1 Fotomicrografia das células de Dunaliella
tertiolecta (a) no meio F/2; (b) ressuspensão em meio WC;
(c) ampliação de um campo da foto (b).
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16 a 19 DE ABRIL DE 2012
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A suspensão celular tratada com Moringa, após
uma hora de descanso, apresentou um percentual de
diminuição de D.O. de aproximadamente 91%, sendo que
para o controle essa diminuição foi de 5,5%. Com células
de Chlorella vulgaris foi encontrado resultado semelhante;
porém, em maior tempo de descanso9. Este resultado indica
que existe a possibilidade de promover a floculação de
Dunaliella utilizando-se Moringa, o que não fora até o
momento alcançado. Em geral, biofloculantes apresentam
baixo poder floculante em microalgas marinhas10.
Considerando a necessidade de lavagem, durante o
processo de separação de biomassa, para a retirada do
excesso dos sais das células de microalgas marinhas, para
não haver prejuízos ao processo de extração, é possível a
promoção de modificação na célula de tal forma que neste
estado a mesma seja suscetível de sofrer floculação
utilizando-se Moringa.
No experimento de floculação em diferentes pHs
(figura 2), foi observada uma tendência de aumento na
diminuição percentual de D.O. em função do aumento do
valor de pH; sendo o máximo de diminuição percentual de
D.O. de 82%, inferior ao obtido com o uso de Moringa.
Este resultado foi semelhante ao encontrado por Horiuchi e
colaboradores (2003)8.
3
Beltrán-Heredia, J.; Sánchez-Martín, J. Journal of
Hazardous Materials, 2009, 164, 713.
4
Vasconcelos, V.M.; Pereira, D.F.; Vieira, A.C.; Aranda,
D.A.G.; Silva, G.F. Estudo do biodiesel obtido a partir da
Moringa oleifera Lam pelos processos de transesterificação
in situ e convencional. Anais do 3º. Simpósio Nacional de
Biocombustíveis, Rio de Janeiro, RJ, 2010.
5
Bhatia, S.; Othman, Z.; Ahmad, A. L.. Chemical
Engineering Journal, 2007, 133, 205.
6
Ndabigengesere A, Narasiah KS Water Res 1998, 32, 781791
7
Vasconcelos, F.P;Rezende, R.C; Oliveira, J.M ;Costa,
A.R;Teixeira, C.M.L.L.; Estudo comparativo da floculação
de diferentes espécies de microalgas. Anais do XIV
Congresso Latino americano de ciências do mar, Balneário
Camboriú ,SC 2011.
8
Jun-Ichi Horiuchi Ichigaku Ohba, Kiyoshi Tada,
Masayoshi, Kobayashi, Tohru Kanno and Machimasa
KishimotoJ of Bioscience and Bioengineering, 2003, 95,
412-415.
9
Teixeira, C.M.L.L.; Teixeira, P.C.N.; Vasconcelos, F.P.
Extrato de sementes de Moringa como agente floculante de
microalgas com alto potencial para a produção de biodiesel.
Anais do XIII Congresso Brasileiro de Ficologia, Paraty,
RJ, 2010.
10
Sukenik, A., Bilanovic, D.e Shelef, G. Biomass 1988, 15,
187-99.
Figura 2. Floculação de células de Dunaliella
tertiolecta em diferentes pHs
Experimentos para a exploração do efeito
observado e otimização do uso do biofloculante Moringa
oleifera em microalga marinha, Dunaliella tertiolecta estão
em andamento.
4 - Agradecimentos
Agradecemos ao apoio financeiro da FINEP e ao
CNPq pela concessão de bolsa.
Agradecemos, também, ao Prof Gabriel Francisco da Silva
(UFS) pela doação das sementes de Moringa oleifera.
5 - Bibliografia
1
Tafreshi, A and Shariati, M. Journal of Applied
Microbiology, 2009, 107, 14-35.
2
Gudin C, and Therpenier C. Adv Biotechnol Processes,
1986, 6, 73– 110
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