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metadata.dc.type: Tese
Title: Cultivo de Chlorella sorokiniana para extração de óleo e produção de biodiesel
Other Titles: Cultivation of Chlorella sorokiniana to oil extraction and biodiesel production
metadata.dc.creator: Menegazzo, Mariana Lara
metadata.dc.contributor.advisor1: Fonseca, Gustavo Graciano
metadata.dc.contributor.referee1: Cortez-Vega, William Renzo
metadata.dc.contributor.referee2: Carvalho, Emerson Machado de
metadata.dc.contributor.referee3: Petenuci, Maria Eugênia
metadata.dc.contributor.referee4: Moraes, Leila Cristina Konradt
metadata.dc.description.resumo: As microalgas, ricas em lipídios, carboidratos e outros bioprodutos, têm sido consideradas como uma promissora fonte de matéria-prima oleosa para a produção de biodiesel. Neste trabalho o objetivo principal foi avaliar a biomassa de Chlorella sorokiniana, e como os rendimentos lipídicos e os ácidos graxos são impactados pelos métodos de extração, utilizando rompimento celular assistidos por solventes com diferentes polaridades. Este trabalho utilizou o meio de cultivo padrão para microalgas, BBM, e em condições ambientais externas houve temperatura de 26,28 ± 3,42 ºC, intensidade luminosa de 580,02 ± 87,18 µmoles m-2 s-1 com fotoperíodo de 12/12 h claro/escuro em fotobiorreator com volume útil de 18 litros por 30 dias, e proporcionou taxa de crescimento, produtividade e biomassa de 0,250 dia-1, 0,0433 g L-1dia-1 e 1,3 g L-1 respectivamente. O rendimento lipídico foi de 20,07 ± 1,53%, quantificado pelo método convencional Bligh & Dyer. Para a recuperação desta biomassa testou-se floculação seguida de sedimentação utilizando cloreto férrico, sulfato de zinco, sulfato de alumínio e hidróxido de sódio (com concentração de 0,25 g L-1) e autofloculação, ao melhor floculante, cloreto férrico, examinou-se diferentes concentrações de 0,25 a 1 g L-1 sendo a concentração que garantiu melhores rendimentos (80%), em menor tempo (10 min), foi de 0,75 g L-1. Com a biomassa seca, avaliou-se os diferentes métodos de rompimento celular assistidos por solventes sendo hexano, clorofórmio, etanol, metanol e mistura de clorofórmio:metanol 2:1 (v v-1), em diferentes tempos (1,2 e 4 h). Com o aumento da polaridade do solvente, o rendimento lipídico aumentou. A mistura de solventes alcançou rendimentos entre 13 e 16%, metanol entre 9-15%, seguido por etanol entre 5-13%, e clorofórmio e hexano não atingiram 4,5%. O ultrassom, como método de rompimento celular, foi menos eficiente do que agitação. A biomassa de Chlorella sorokiniana apresenta uma predominância de lipídios polares em sua composição, e estes podem ser extraídos utilizando etanol com rendimentos regulares. A produtividade de extração de lipídios é maior quando utilizada agitação assistida por mistura de solventes no menor tempo. A polaridade do solvente e o método de rompimento celular não afetaram o perfil e composição dos ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) gerando perfis semelhantes, para C16:0, C18:0, C18:1, C18:2 e C18:3. Os biodieseis produzidos a partir dos diferentes métodos de extração lipídica têm potencial para serem utilizados como blendas em países de clima frio, devido ao seu elevado teor de ácidos graxos saturados, que afetou os parâmetros de ponto de entupimento de filtro a frio e ponto de nuvem.
Abstract: The microalgae biomass, mainly rich in lipids, carbohydrates and other compound groups, has been considered as a promising raw material for biodiesel production. This research aimed to evaluate the biomass of Chlorella sorokiniana, and how the yield of lipid and the fatty acids composition are impacted by the extraction methods (cell disruption with ultrasonic or agitation assisted by solvents with different polarities). The parameters and conditions of cultivation like nitrogen stress, lighting and temperature could affect the lipid content and the fatty acids. In this work, microalgae were cultivated with BBM, outside and the temperature was 26.28 ± 3.42 ºC, light intensity 580.02 ± 87.18 μmoles.m-2 s-1 with photoperiod of 12/12 h light/dark during 30 days in photobioreactor with 18 liters. The growth rate, biomass productivity and dry biomass were 0.250 day-1, 0.0433 g L-1 day-1 and 1.3 g L-1 respectively. The lipid yield was 20.07 ± 1.53%, quantified by Bligh & Dyer method. The harvesting was tested with flocculation followed by sedimentation using ferric chloride, zinc sulfate, aluminum sulfate, sodium hydroxide (concentration 0.25 g L-1) and autoflocculation, the best flocculant, ferric chloride, was examined using different concentrations (0.25 to 1 g L-1). The concentration that guaranteed better yields (80%) in a shorter time (10 min) was 0.75 gL-1. The extraction methods using ultrasound and agitation as disrupt cell, assisted by different solvent like hexane, chloroform, ethanol, methanol and chloroform: methanol 2:1 (v v-1) present different yields of lipids. When the polarity increase, yields of lipids increase. The solvent mixture reached 13-16%, methanol 9-15%, followed by ethanol 5-13%, and chloroform and hexane did not reach 5%. Ultrasound, as a method of cellular disruption, was less efficient than agitation. The biomass of Chlorella sorokiniana has a predominance of polar lipids in its composition. These lipids could be extract using ethanol, however, the ethanol extraction productivity was lower than mixture of solvents. The polarity of the solvent did not affect the profile and composition of fatty acids methyl esters in all methods, with slightly differences in percentages of C16:0, C18:0, C18:1, C18:2 and C18:3. Biodiesel produced from different methods of extraction lipid has the potential to be used as blends, due to its high content of saturated fatty acids. This kind of profile affect the parameters of cold filter plugging point and cloud point.
Keywords: Biocombustível
Biofuels
Lipídios
Lipids
Chlorella sorokiniana
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Grande Dourados
metadata.dc.publisher.initials: UFGD
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de pós-graduação em Ciências e Tecnologia Ambiental
Citation: MENEGAZZO, Mariana Lara. Cultivo de Chlorella sorokiniana para extração de óleo e produção de biodiesel. 2017. 122 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia Ambiental) – Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologias, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2017.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/514
Issue Date: 12-May-2017
Appears in Collections:Doutorado em Ciência e Tecnologia Ambiental

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