Ciência e Tecnologia: bases para o Desenvolvimento Social
20 a 25 de outubro de 2014
Trabalho 2572
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Agrárias |
| Área temática | Fontes e produção de energia |
| Setor | Departamento de Engenharia Agrícola |
| Bolsa | PIBITI/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq, Outros |
| Primeiro autor | Luís Eduardo Nogueira |
| Orientador | MARCIO AREDES MARTINS |
| Outros membros | Emanuele Graciosa Pereira |
| Título | Desenvolvimento de um sistema de agitação com placa de mistura para cultivo de microalgas em tanques |
| Resumo | Os impactos ambientais decorrentes da utilização dos combustíveis fósseis nos últimos 30 anos têm motivado pesquisas sobre novas fontes de energia. Dentre as diversas fontes de energia renováveis, os biocombustíveis tem se apresentado como uma alternativa técnica e economicamente viável, com destaque para o biodiesel e o etanol. As microalgas tem se apresentado como uma fonte de óleo e carboidratos muito promissora para a produção de biodiesel, justificada pelas elevadas taxas de crescimento, produtividade e elevado teores de óleo e carboidratos. Os sistemas de produção de biomassa algal são dimensionados para que todas as condições de cultivo estejam adequadas para o crescimento e reprodução das células. O processo de mistura é necessário para garantir a exposição frequente das células de algas à luz, evitar a sedimentação, homogeneizar a distribuição de nutrientes e aumentar a utilização de CO2 no tanque. No entanto, a concepção atual de sistemas abertos de produção de microalgas carece da avaliação das características hidrodinâmicas do sistema, o que resulta na formação de zonas mortas e consequente redução da produtividade. A mecânica dos fluidos computacional tem se mostrado como uma valiosa ferramenta para avaliar o desempenho da mistura, por meio da investigação do comportamento de escoamentos, em diversos tipos de sistemas de agitação de cultivo de microalgas. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de movimentação de baixo custo por placa de mistura utilizando a técnica mecânica dos fluidos computacional (CFD) como ferramenta de projeto. Para isso, foi construído um tanque de 84 L para o cultivo de microalgas e um sistema de agitação composto principalmente por um servomotor, uma placa retangular e cabos de aço que transmitiam potência do motor para placa. Testes mostraram que uma velocidade da placa de 0,008 m s-1 seria suficiente para manter as partículas de microalgas em suspensão no tanque de cultivo. O estudo de simulação por meio da técnica CFD permitiu prever a dinâmica do fluido no tanque quando a placa se movimentava, possibilitando a visualização dos perfis de velocidade. O sistema de agitação desenvolvido se mostrou promissor, uma vez que a potência requerida pelo sistema foi muito baixa (0,029 W m-2) em relação ao reportado na literatura para sistemas convencionais de agitação de cultivos e o custo de operação (R$ 1,02×10-5 L-1) foi uma ordem de grandeza menor quando comparado aos tanques de cultivo usuais. Além disso, foi avaliado um sistema de movimentação em um tanque de cultivo em larga escala, com dimensões de 10 m de comprimento, 2 m de largura e 0,5 m de prufundidade. Este sistema operou com um lâmina de 10 cm de profundidade, o que totalizou um volume de cultivo de 2000 L. Após a avaliação do sistema, concluiu-se que a velocidade necessária para manter o cultivo em suspensão foi de 0,091 m s-1, sendo necessário portanto uma potência de 1,79 W para o seu funcionamento. |
| Palavras-chave | Biodiesel, Energias Renováveis, Mecânica dos Fluidos Computacional |
| Forma de apresentação..... | Oral |