Extração integrada de carboidratos e lipídeos para a produção de bioetanol e biodiesel a partir da microalga Chlorella sp

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Martins, Lorena Borges
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Hidrólise; Microalgas; Extração (Química); Biorrefinarias; Processos Industriais de Engenharia Química
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/25145

Estima-se que a população mundial irá exceder 9 bilhões em 2050, aumentando a demanda por energia e contribuindo para a escassez de terras aráveis. A produção em larga escala de combustíveis renováveis é uma alternativa promissora para mitigar a dependência de combustíveis fósseis. Microalgas são capazes de acumular lipídeos e carboidratos, que podem ser convertidos em biodiesel e bioetanol, sendo potenciais candidatas a processos de biorrefinaria. O presente estudo teve por objetivo a extração integrada de carboidratos e lipídeos da microalga Chlorella sp. em um conceito de biorrefinaria, em que as rotas de extração de lipídeos-extração de carboidratos (Rota 1) e extração de carboidratos-extração de lipídeos (Rota 2) foram estudadas. A extração de lipídeos com os solventes etanol e hexano foi otimizada quanto à proporção de solventes e o número de estágios necessários para se obter um rendimento eficiente de lipídeos. A extração de carboidratos foi realizada por meio de um delineamento composto central em que os parâmetros temperatura, tempo, concentração de ácido sulfúrico e concentração de biomassa foram otimizados. A extração de lipídeos na proporção 1:2 de etanol e hexano e 4 estágios de extração resultou em 93 % de rendimento. A hidrólise ácida com solução a 5 % (v v -1 ) de H 2 SO 4 , 120 °C, 10 minutos e 10 g L -1 de sólidos totais, resultou em um rendimento de 89 % de carboidratos neutros totais. Ambas as condições foram empregadas nas Rotas 1 e 2 e observou-se que o tratamento ácido anterior à extração de lipídeos resultou em um aumento de 49,9 % (Rota 1) para 96,3 % (Rota 2) de lipídeos extraídos e uma maior conversão em FAMEs. A extração de lipídeos anterior a hidrólise (Rota 1) não degradou os polissacarídeos de reserva e estruturais, porém não contribuiu significativamente para o aumento do rendimento de carboidratos. Portanto, a hidrólise ácida é um fator crucial para o aumento do rendimento de lipídeos e a Rota 2 é uma alternativa promissora para a valorização de lipídeos e carboidratos, para posterior produção de biodiesel e fermentação a bioetanol, respectivamente, em uma biorrefinaria.