Caracterização do resíduo ozonizado da microalga Scenedesmus obliquus BR003 e sua utilização em novos cultivos

Abstract

A busca pela redução no custo de produção de biodiesel a partir de microalgas é um fator essencial para viabilizar a utilização desta fonte de energia na matriz energética mundial. Diante desta questão, verificou-se a possibilidade da utilização do gás ozônio na recuperação dos nutrientes assimilados pela microalga Scenedesmus obliquus BR003, durante seu cultivo em meio BG11 e posterior reuso em cultivo subsequente. O espectro de absorbância no visível da microalga durante a ozonização revelou que, a partir de 34 minutos de tratamento não ocorrem variações significativas nos valores de absorbância. Os picos de absorção encontrados foram de 436, 470 e 680 nm, que representam a clorofila a (436 e 680 nm) e os carotenóides (470 nm). Para os resultados de massa seca durante o processo de ozonização, o tempo de estabilização dos valores foi similar, durando cerca de 35 minutos. Após análise do perfil eletroforético em gel de poliacrilamida, foi possível identificar a oxidação das proteínas ao longo da ozonização. Para os nutrientes, os teores disponibilizados de amônio, nitrato e fosfato, após 50 minutos de ozonização, foram de 1,1, 5,7 e 1,2 mg L -1 , respectivamente, evidenciando a possibilidade de recuperação dos nutrientes presentes nas células de microalgas. O cultivo realizado somente com o extrato decorrente da ozonização de microalgas, obteve biomassa final de 0,64 g L -1 , resultado semelhante ao cultivo em meio BG11 suplementado com o mesmo extrato (0,66 g L -1 ) e três vezes superior ao meio BG11 sem suplementação (0,21 g L -1 ). De forma geral, os tratamentos em que o nitrogênio presente no meio BG11 não foi aplicado apresentaram maiores teores de lipídios. Outro indicador de estresse por falta de nitrogênio foram os teores de clorofila a, clorofila b e carotenoides totais, em que, os tratamentos com baixo teores de nitrogênio apresentaram menores concentrações destes pigmentos. O custo estimado de ozonização das microalgas para se obter um litro de lipídios ficou em R$ 5,75, contudo com o aumento da escala e melhorias na produtividade de lipídios este custo caiu para R$ 2,33. Ressalta-se que, o aumento da eficiência do processo de ozonização pode permitir a redução do custo destes valores. Os resultados obtidos neste trabalho indicam a possibilidade da utilização do gás ozônio, no processo de reaproveitamento de nutrientes a partir do cultivo da microalga Scenedesmus obliquus.

The need of reducing the cost of microalgae-based biodiesel production is a crucial factor to turn its adoption feasible in the world energy matrix. Faced with this issue, an experiment was set up to investigate the potential use of ozone gas on recovering nutrients assimilated by the microalgae Scenedesmus obliquus BR003 during its subsequent cultivation in BG11 medium. After 34 min of ozonization, analyzes of absorbance in the visible spectrum of the microalgae revealed that no significant variation in absorbance values was observed. Absorption peaks were found at 436, 470 and 680 nm, which represents chlorophyll a (436 and 680 nm), and carotenoids (470 nm). Moreover, assessment of dry mass weights during the ozonization process showed similar values for stabilization period of approximately 35 minutes. The polyacrylamide gel electrophoresis showed the oxidation in proteins bands along the process of ozonation. For nutrients, the levels of available ammonium, nitrate and phosphate, after 50 minutes of ozonization, were 1.1, 5.7 and 1.2 mg L -1 , respectively; therefore, indicating that nutrients present in the microalgae cells can be potentially recovered. The cultivation carried out solely with the extract obtained after microalgae ozonization resulted in 0.64 g L -1 of final biomass. Similar results were found when BG11 culture medium supplemented with the same extract were used (0.66 g L -1 ); however, values were three-fold higher when BG11 medium without supplementation was adopted (0.21 g L -1 ). Generally, the treatments with no nitrogen supplementation showed higher levels of lipids. Furthermore, other indicators of nitrogen deficiency such as low levels of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids were noticed. Accordingly, the treatment with low levels of nitrogen showed lower concentrations of these pigments. The estimated cost to produce one liter of lipids via microalgae ozonization was R$ 5.75, even though this cost decreased to R$ 2.33 per liter when large production scales and improvement of lipids yield was adopted. Consequently, increasing the efficiency of the ozonization process might enable further reduction of the costs previously calculated. The results obtained in this study, indicate the possibility of the use of ozone gas in the process of nutrient recycling, from the cultivation of microalgae Scenedesmus obliquus.