RESUMO

Para o cultivo adequado de quaisquer microrganismos, um estudo detalhado das propriedades físicas do biorreator escolhido deve ser realizado, a fim de investigar suas características próprias e suas interações com o cultivo e com o meio externo, tornando possível a proposição de modificações desejadas e a definição dos parâmetros ótimos para o sucesso do cultivo. No caso específico de microalgas, a escolha mais comum para cultivo em ambiente aberto é o biorreator raceway, devido ao baixo custo de construção e operação. Neste estudo, as propriedades fluidodinâmicas de um biorreator raceway da divisão de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia de volume útil de aproximadamente 4m3 foram avaliadas a partir de experimentos utilizando-se impellers para a agitação, e buscando-se determinar a velocidade média de escoamento e a subsequente montagem de um modelo computacional do biorreator que indique o seu perfil fluidodinâmico, de maneira a possibilitar a proposição de modificações coerentes a sua geometria. A velocidade média de escoamento de fluido foi definida através do uso de marcadores de densidade similiar à da água especialmente preparados para o experimento, medindo-se o deslocamento e o tempo decorrido em diferentes pontos do reator com o auxílio de imagens e de um cronômetro. Com o padrão de velocidades do reator definido, procedeu-se à elaboração de um modelo computacional 2D através da plataforma Comsol Multiphysics que demonstrasse o comportamento do fluido ao longo do biorreator, indicando zonas de turbilhonamento e de estagnação. O modelo possibilitou contemplar o comportamento do biorreator com um volume preenchido de 2m3, o volume utilizado nos experimentos, e a definição de estratégias de mudança na geometria para a redução das zonas de estagnação constatadas, no sentido de promover uma maior homogeneização do meio de cultivo adotado.

Palavras-chave: Biorreator, Microalga, CFD