PRODUÇÃO INDUSTRIAL

Plataformas tecnológicas

Fotobiorreatores tubulares

  • Os fotobiorreatores tubulares são uma das tecnologias mais utilizadas para a produção de microalgas em sistemas fechados.
  • Ideais para a produção de produtos de alta qualidade e valor acrescentado, e para a produção de espécies que necessitem de um controlo rigoroso da temperatura, ou de espécies que produzem compostos voláteis.
  • A versatilidade para a disposição dos tubos é uma vantagem para uma produção otimizada e rentável. Por exemplo, este tipo de tecnologia pode ser projetada para funcionar como um coletor solar (Fotobiorreator Tubular Horizontal Unilayer) ou para ocupar a maior área fotossintética usando uma superfície mínima de implementação (Fotobiorreator Tubular Horizontal Multilayer).
  • A A4F tem uma vasta experiência na otimização desta tecnologia de produção, para diferentes espécies de microalgas, localização, características ambientais e diferentes tipos de produtos / aplicações dos nossos Clientes.

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Dinâmica de fluidos: redução das áreas do reator com velocidade nula / volumes mortos.
  • Dinâmica de fluidos: velocidade constante ao longo de toda a extensão da tubagem do PBR (> 100 m de comprimento).
  • Balanço de massa e energético otimizados: O2, CO2, mistura de nutrientes, termorregulação através de uma serpentina interna.
  • Otimização energética para uma produção rentável: bombas de circulação eficientes
  • Gestão da produção melhorada através do controlo de parâmetros, análise e tempos de resposta rápidos: ajuste da velocidade de circulação da cultura, pH, temperatura.

PBR TUBULAR HORIZONTAL MULTILAYER

  • Esta configuração é caracterizada pela colocação de tubos dispostos horizontalmente, paralelos ao solo e em várias camadas em altura, o que significa que tem um maior rácio volume/área. Esta configuração é a mais comum no setor de microalgas e tem sido utilizada há vários anos na A4F. Esta configuração permite maior flexibilidade para variar o rácio luz/célula e diminuir o efeito de foto-inibição.
  • Ideal para aplicações com iluminação artificial como fonte de energia única ou adicional, uma vez que a área disponível para exposição artificial à luz é alta, em comparação com uma configuração unilayer.
  • Maior volume / área
    • Maior flexibilidade para variar a rácio luz/célula
    • A temperatura é mais facilmente controlada, o que pode representar uma vantagem em ambientes de calor extremo
    • Desgaseificação menos crítica => maior volume para acumulação de oxigénio

PBR TUBULAR HORIZONTAL UNILAYER

  • Este é um PBR desenvolvido como uma otimização do PBR multilayer para a maioria das aplicações. A sua configuração especial é constituída por uma única linha de tubos dispostos horizontalmente e paralelos ao solo, o que maximiza a radiação disponível por célula, possibilitando uma eficiência fotossintética muito alta; esta configuração permite uma maximização da produtividade volumétrica e, consequentemente, maiores concentrações de cultura e uma cultura mais robusta. Outro impacto direto da sua maior produtividade volumétrica é a diminuição dos custos de colheita devido ao menor volume total da cultura.
  • Ideal para culturas que crescem exclusivamente com radiação solar
  • Menor relação volume / área
    • Necessária menor quantidade de água e nutrientes inorgânicos => redução de CAPEX e OPEX
    • Maior concentração da biomassa => Cultura com melhores condições e qualidade => maior produtividade anual

Fotobiorreatores Planos

FOTOBIORREATORES PLANOS (FP-PBR)

  • Estes fotobiorreatores fechados oferecem uma solução para melhorar o controlo de contaminações e atingir maiores produtividades volumétricas.
  • Dentro dos sistemas fechados, este é o sistema mais versátil e económico para a produção de microalgas; o FP-PBR é constituído por um filme descartável de LDPE transparente dentro de uma estrutura metálica.

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Baixo custo de investimento (comparando com outros sistemas fechados)
  • Facilidade de operação, possível produzir diferentes microalgas (espécies robustas e sensíveis)
  • Flexibilidade e capacidade de aumento de escala
  • Para além de um sítio nivelado e compactado, não é necessário construção civil adicional.

FOTOBIORREATOR PLANO DE VIDRO (GP-PBR)

  • A A4F projetou os fotobiorreatores planos de vidro para produzir espécies de microalgas sensíveis e que necessitem de um sistema completamente selado e ambiente estéril; o GP-PBR é constituído por vidro e aço inoxidável de alta qualidade.
  • Este fotobiorreator fechado apresenta-se como uma solução para o controlo de contaminações e para atingir maiores produtividades volumétricas.
  • Indicado para produção de espécies GM e espécies altamente sensíveis a outros organismos.

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Capacidade de reduzir significativamente a exposição a outros organismos contaminantes através da sua configuração selada
  • Capacidade de esterilizar os materiais em contato com a cultura
  • Capacidade de produzir espécies altamente sensíveis com maior rendimento
  • Facilidade de operação e capacidade de aumento de escala

Raceway em Cascata

  • Design em otimização contínua pela A4F, desde o projeto de 2011, para a produção rendível de microalgas considerando os custos energéticos, o aumento da produtividade e condições climáticas específicas, como elevada precipitação ou tempestades de areia.
  • Este CRW melhorado, instalado em 2014 no âmbito do projeto BIOFAT FP7, é constituído por duas rampas paralelas inclinadas, e com inclinação oposta. Após percorrer o percurso fotossintético, a cultura flui para um tanque coberto e é bombeada de volta para a primeira rampa inclinada.
  • Os módulos típicos de produção industrial são de 3.000 a 4.000 m2.
  • O tanque do CRW tem capacidade para armazenar o volume total da cultura, o que permite que este tipo de raceway possa ser operado ao ar livre durante as estações com alta precipitação, com maior capacidade de gestão da cultura. As especificações das rampas e bombas do CRW foram projetadas para operar com uma coluna de água reduzida, de 3 a 8 cm, o que permite um aumento da produtividade volumétrica e uma diminuição nos custos de colheita, devido ao menor volume total da cultura, quando comparado com um raceway convencional (colunas de água entre 20 e 30 cm).
  • A configuração especial do CRW permite que ele opere com o tanque de armazenamento, mas também contornando o tanque, reduzindo consideravelmente as necessidades energéticas.
  • Ideal para microalgas que crescem em meios seletivos e para todas as condições meteorológicas.
  • Recomendado para projetos de produção intensiva de microalgas.

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Menor rácio volume/área
    • Necessária menor quantidade de água e nutrientes inorgânicos => redução dos custos operacionais
    • Maior concentração da biomassa => Cultura com melhores condições e qualidade => maior produtividade anual
  • Maior controlo do CO2 e menor acumulação de O2 - melhores condições de produção => menor OPEX e maior produtividade anual
  • A cultura flui continuamente através de um tubo => Maior eficiência de mistura, maior capacidade de controlar os contaminantes e otimizar a gestão da cultura
  • Capacidade de armazenamento: capacidade de proteger a cultura de condições ambientais extremas => Maior produtividade anual e gestão da cultura otimizada
  • Espessura da cultura ajustável entre 3 cm e 8 cm => gestão da cultura otimizada

Raceway Convencional

  • Tanques pré-fabricados para a produção de algas, que incluem paredes de contenção, revestimento, rodas com pás e sistemas de controlo opcionais. Ideal para microalgas que crescem em meios seletivos e para instalar em áreas sem grandes variações climáticas ou tempestades frequentes.
  • Tem sido, durante décadas, o design mais comumente usado nas instalações industriais e em grandes áreas de produção (mais de 10 ha até 100 ha).
  • Os módulos típicos de produção industrial são de 5.000 m2 e 1.500 m3.
  • Recomendado para aplicações de tratamento de águas residuais.

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Baixo custo de construção (em comparação com sistemas fechados)
  • Facilidade de operação
  • Flexibilidade e capacidade de aumento de escala
  • Para além de um sítio nivelado e compactado, não é necessário construção civil adicional.

Fermentadores

  • Disponível em 2018

VANTAGENS PRINCIPAIS

  • Biomassa com densidades mais elevadas
  • Produtividades mais elevadas
  • Custos de produção de biomassa mais reduzidos
  • Custos de colheita mais reduzidos
  • Melhor replicabilidade e escalabilidade

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