Aproveitamento de efluente industrial vinícola em cultivo de Spirulina sp. LEB 18 com absorção e adsorção de CO2
Autor: Larissa Chivanski Lopes (Currículo Lattes)
Resumo
Indústrias alimentícias, como vinícolas, geram grandes volumes de efluentes com alta carga orgânica. A utilização de Spirulina sp. LEB 18 para tratar águas residuais é uma alternativa promissora para diminuir o impacto ambiental dessas indústrias. Nesse cenário, a incorporação da nanotecnologia no cultivo oferece uma alternativa para maximizar a produção de biomassa, aumentar a biofixação de dióxido de carbono e aproveitar os nutrientes do efluente. Além disso, a utilização de metodologias de economia circular e azul pode promover a sustentabilidade e eficiência dos processos. Portanto, o presente estudo teve como objetivo cultivar Spirulina sp. LEB 18 com efluente de vinícola, avaliando o efeito da adição de nanofibras na biofixação de CO₂ e na biorremediação do efluente. O efluente foi caracterizado antes e depois de sua utilização nos cultivos, quanto ao carbono, nitrogênio, fósforo, demanda química e bioquímica de oxigênio. Inicialmente, o cultivo de Spirulina sp. LEB 18 foi investigado em diluições do efluente (25 a 100 % v v-1) em meio Zarrouk, em Erlenmeyers (1 L). Posteriormente, com as concentrações selecionadas de efluente (25 e 50 % v v-1), foram realizados ensaios com nanofibras de poliacrilonitrila combinadas com monoetanolamina (1 % v v-1), em fotobiorreatores tubulares verticais (2 L) e condições ambientais controladas, com injeção de CO₂. Os ensaios foram acompanhados por meio da concentração de biomassa, pH, eficiência fotossintética, alcalinidade, carbono inorgânico dissolvido e parâmetros de fixação de CO. A biomassa foi recuperada e caracterizada quanto a composição centesimal. Por fim, foram estimadas as propriedades para produção de biogás e bioetanol, além da aplicabilidade à economia circular e azul. Os resultados indicam que o uso de efluente de vinícola no cultivo de Spirulina sp. LEB 18 foi favorável ao seu crescimento, embora não tenham sido observadas diferenças significativas com a adição de nanofibras. Os maiores resultados de concentração de biomassa e produtividade máxima foram observados nos ensaios com 50% de efluente, que também apresentaram uma taxa de biofixação de CO₂ e eficiência máxima 37% maiores que os demais. Verificou-se a remoção de nutrientes em todos ensaios, mas os ensaios com 25% de efluente apresentou as maiores taxas de remoção de nitrogênio (84,9%) e fósforo (99,8%). Os ensaios com efluente demonstraram as maiores remoções de demanda química (88,5 a 90,6%) e bioquímica (89,3 a 91,3%) de oxigênio. A produção de macromoléculas também foi influenciada pelos tratamentos. Os ensaios com 50 e 25% de efluente apresentaram as maiores estimativas de produção de biogás (190,7 e 174,9 mL gSV-1) e para bioetanol observou-se os maiores resultados para os ensaios com efluentes e nanofibras (92,6 e 95,6 mL). O uso de nanofibras mostra potencial nestes parâmetros, embora mais pesquisas sejam necessárias para explorar completamente seus benefícios. Os ensaios com 25% de efluente demonstraram desempenho mais promissor nos parâmetros idealizados de economia circular e azul, oferecendo oportunidades para a produção de bioprodutos numa abordagem sustentável na utilização de recursos.