Avaliação de pré-tratamentos para a produção de metano a partir de biomassa algal

Abstract

A digestão anaeróbia de microalgas (DA) é considerada uma alternativa promissora para recuperação de energia, através da produção de metano (CH₄). No entanto, muitas vezes é necessária a aplicação de pré-tratamentos para promover a quebra da parede celular desses micro-organismos e aumentar a sua biodegradabilidade. Neste sentido, o presente trabalho avaliou diferente pré-tratamentos para a produção de CH₄, utilizando biomassa algal. Para isso foram realizados três experimentos. No primeiro, foi avaliada a extração lipídica, como pré-tratamento, de Chlorella vulgaris (C) e Desmodesmus subspicatus (D), utilizando dois tipos de misturas de solventes: clorofórmio-metanol (CM) e etanol-hexano (EH). Como principal resultado, a mistura etanol-hexano destacou-se como a melhor alternativa para a produção simultânea de lipídios e CH₄. A composição bioquímica das espécies e a provável inibição pelo uso do CM influenciaram no processo de DA. No segundo experimento, foi avaliado o efeito de pré-tratamentos (ultrassom, micro-ondas e hidrotérmico) na solubilização da biomassa de um consórcio de micro-organismos fotossintéticos e a presença de nutrientes na DA. A solubilização (17%) foi obtida com o pré-tratamento hidrotérmico e as produções de CH₄ para as biomassas in natura e pré-tratadas, com e sem nutrientes, não apresentaram diferença significativa, com exceção entre a biomassa in natura (190 ± 5,7 mL CH₄/g DQO) e pré-tratada com nutrientes (160 ± 11,3 mL CH₄/g DQO). No terceiro experimento, foi avaliado o pré-tratamento biológico de Chlorella sp. através da atividade de enzimas celulolíticas (CMCase e FPase) produzidas por Aspergillus niger (URM 4645) e Trichoderma aureoviride (URM 4645). A. niger apresentou maiores atividades celulolíticas (FPase: 0,103 ± 0,012 U/mL e CMCase: 0,873 ± 0,015 U/mL). Os resultados indicaram a viabilidade do uso de efluente doméstico como meio de cultura para fermentação submersa, no entanto, o tratamento biológico não favoreceu a produção de CH₄. Em geral, apenas a extração lipídica apresentou efeitos positivos sobre o grau de solubilização das biomassas e, consequentemente, sobre os rendimentos de CH₄.