Cultivo de microalgas
Fotobiorreatores com iluminação LED multicomprimento de onda — o espectro de luz torna-se uma alavanca de processo sobre o crescimento e a composição bioquímica, com mistura airlift opcional para um cultivo suave e uniforme.
O desafio
As microalgas convertem luz e CO₂ em biomassa rica em lípidos, pigmentos e ácidos graxos poli-insaturados — matérias-primas para aquacultura, nutracêuticos e bioenergia. Mas a luz é ao mesmo tempo a fonte de energia e a variável mais difícil de controlar: as células auto-sombreiam-se à medida que a densidade aumenta, e cada espécie absorve comprimentos de onda diferentes através dos seus pigmentos fotossintéticos (clorofilas, carotenoides). Entregar o espectro certo na intensidade certa, de forma uniforme, em toda uma cultura densa é o problema de engenharia central.
Além disso, muitas estirpes de elevado valor são sensíveis ao corte: a mistura que mantém as células na luz e o CO₂ em solução tem de permanecer suave o suficiente para não as danificar.
A tecnologia VINCI aplicada — fotobiorreator LED
A tecnologia de referência é um fotobiorreator com iluminação LED multicomprimento de onda, de modo que o espectro de luz se torna um parâmetro de processo controlável em vez de uma condição fixa.
- O espectro ajustável como alavanca de processo. Os LED emitem comprimentos de onda específicos e controláveis, que podem ser ajustados à absorção pigmentar de uma estirpe; as bandas azul e vermelha em particular são amplamente reportadas como impulsionadoras de biomassa, enquanto os desvios de espectro orientam a composição celular (lípidos, pigmentos) [1][2].
- Elevada eficiência, pouco calor. Os LED oferecem maior eficiência de conversão de energia e menor dissipação de calor do que as lâmpadas fluorescentes, e integram-se com flexibilidade em geometrias de fotobiorreator com iluminação interna ou externa [2][3].
- Mistura airlift opcional. Para estirpes sensíveis ao corte, uma configuração airlift proporciona uma circulação suave sem impulsor, que faz as células circular entre zonas iluminadas e escuras distribuindo o CO₂ de forma homogénea.
- Controlo Bioflex™. Simulação do ciclo circadiano: luz, pH, temperatura e dosagem de CO₂ geridos numa única plataforma automatizada e auditável, do laboratório ao piloto.
Da investigação à produção, uma só plataforma
Os mesmos parâmetros e receitas Bioflex™ acompanham-no da bancada à escala industrial, reduzindo o risco de transferência entre etapas.
Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ para I&D
Série BioSIP.
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Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ, piloto e produção
Série BioFerm.
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Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ de grande escala
Biorreatores personalizados.
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Os números abaixo são referências de literatura que ilustram a alavanca do espectro de luz — não resultados da VINCI ou dos seus clientes.
- O espectro orienta a biomassa. A luz em que a maioria dos fotões se situa entre ~520–630 nm é reportada como favorável ao crescimento das microalgas, e os comprimentos de onda azul e vermelho dão os melhores ganhos de biomassa [1].
- O espectro orienta a composição. A escolha do comprimento de onda LED desloca de forma mensurável a biomassa e a composição em lípidos e pigmentos entre espécies de microalgas — permitindo um cultivo orientado ao produto [2][3].
- Menor consumo de energia e carga térmica. A iluminação LED reduz o consumo de energia e o calor face às lâmpadas fluorescentes convencionais, melhorando o balanço energético do fotobiorreator [2][3].
Fontes científicas
- Algae Research — LEDs: shining a light on microalgae growth in photobioreactors
- Herald Open Access — LED illumination for enhanced growth and cellular composition in three microalgae
- Effect of different light sources on algal biomass and lipid production in internal LED-illuminated photobioreactor (ResearchGate)
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