Caracterização de fotobioreator air-lift para cultivo de microalgas

• Autor(a) principal: Kochem, Luce Helena
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/35198
• topic: Engenharia química

Neste trabalho foram realizados experimentos para a obtenção de parâmetros de transferência de calor (coeficientes globais de transferência de calor), de quantidade de movimento (tempo de mistura e tempo de circulação) e de massa (kLa) de um fotobioreator air-lift de placas verticais de circulação externa dotado de camisa interna de arrefecimento. Para a transferência de calor foram obtidos os coeficientes globais de transferência de calor: Ue, coeficiente de troca térmica entre o reator e o meio externo, e Ui, coeficiente de troca térmica entre a camisa interna e o meio reacional. Nessa análise, de transferência de calor, observou-se a variação da temperatura interna do reator assim que a temperatura da camisa de arrefecimento atingiu 40ºC. Os resultados foram simulados no software EMSO - Environment for Modeling, Simulation and Optimization, de forma a estimar os parâmetros mencionados. Esses tiveram aproximações a resistências: condutiva do acrílico da parede da camisa de arrefecimento, para Ui, e convectiva natural do ar externamente ao bioreator, para Ue . O valor de Ue ficou em torno de 7 W m-2 ºC-1 e de Ui, em torno de 47 W m-2 ºC-1. Coeficientes de transferência de massa foram obtidos para diferentes vazões de ar (0,5; 1,0; 1,5; 2,0 e 2,5 L min-1) a 30ºC e correlacionados através de equações da literatura. Os resultados foram promissores, pois apresentaram valores superiores de kLa àqueles que as correlações publicadas na literatura (Chisti, 1989; Popovic, 1989; Merchuk, 1999) estimaram. O tempo de mistura e o tempo de circulação foram obtidos através do método ácido-traço (Chisti, 1989). Para os resultados de tempo de circulação observaram-se valores que variaram entre 5 e 6 segundos para as mesmas vazões de ar dos experimentos de transferência de massa. Já os resultados de tempo de mistura mostraram-se diferentes entre as vazões analisadas, contudo, apresentaram comportamento crescente com o aumento da vazão de ar. Para efetivar o objetivo da caracterização do fotobioreator foram realizados cultivos em duplicata da microalga: Dunaliella tertiolecta.