Avaliação e comparação de fotobiorreatores: novas estratégias de iluminação em culturas de microalgas de alta densidade celular

Abstract

A conscientização sobre as mudanças climáticas e a busca por fontes alternativas de energia tem delineado um novo caminho para os setores industriais, tornando a biotecnologia uma ferramenta aliada à sustentabilidade ambiental. Os biorreatores fazem parte dessa estratégia e foram desenvolvidos com o objetivo de transformar a indústria química convencional, utilizando microrganismos para produzir bioprodutos de interesse através de reações biológicas, visando o controle e a eficiência do bioprocesso. Empregando microrganismos fotossintetizantes, os fotobiorreatores podem usar fontes de energia renovável como catalisador das reações, sequestrar dióxido de carbono e auxiliar em técnicas de tratamento de resíduos. As microalgas são utilizadas devido a sua capacidade de converter energia solar em energia química, fixar carbono e produzir lipídios que podem ser utilizados na produção de biocombustíveis e minimizar os impactos ambientais. A parte mais onerosa do cultivo de microalgas é o recolhimento do produto, o que se faz necessário encontrar o equilíbrio entre cultivos de alta densidade que tenham eficiência no processo. O trabalho em questão foca nos estudos de cultivo de microalga em alta densidade explorando na literatura estratégias de otimização da conversão de luz em biomassa e perspectivas na pesquisa de fotobiorreatores, contribuindo para evidenciar as questões ambientais e práticas industriais mais sustentáveis a fim de promover a biotecnologia como uma ciência do futuro.

Awareness of climate change and the pursuit of alternative energy sources have charted a new path for industrial sectors, positioning biotechnology as an ally in environmental sustainability. Bioreactors are part of this strategy and have been developed to transform conventional chemical industries by utilizing microorganisms to produce bioproducts of interest through biological reactions, focusing on control and efficiency in the bioprocess. By employing photosynthetic microorganisms, photobioreactors can harness renewable energy sources as catalysts for reactions, sequester carbon dioxide, and assist in waste treatment techniques. Microalgae are utilized for their ability to convert solar energy into chemical energy, fix carbon, and produce lipids that can be used in the production of biofuels, thereby minimizing environmental impacts. The most expensive aspect of microalgae cultivation is the harvesting of the product, which necessitates finding a balance between high-density cultures that ensure efficiency in the process. This work focuses on studies of high-density microalgae cultivation, exploring literature on strategies for optimizing light conversion into biomass and prospects in photobioreactor research, contributing to highlighting environmental issues and more sustainable industrial practices to promote biotechnology as a science for the future.