Orientador : Prof. Dr. Luiz Pereira Ramos / Coorientador : Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 30/06/2017 / Inclui referências : f. 88-96 / Resumo: O uso das microalgas como fonte de material graxo tem sido apresentado como uma alternativa promissora para produção de biodiesel, devido à elevada produção lipídica destes organismos e pelo fato de não serem necessárias grandes áreas territoriais para seu cultivo. Entretanto, um dos aspectos que precisam ser estudados para viabilizar a produção de biocombustíveis de microalga é a extração seletiva do óleo, além da escolha de uma espécie capaz de produzir material lipídico com perfil químico adequado para produção de biodiesel. Neste trabalho, a conversão em monoésteres metílicos de extratos obtidos da microalga Choricystis minor var. minor foi avaliada por extração convencional com diferentes solventes (hexano, etanol e clorofórmio :metanol) e por extração com fluidos pressurizados (CO2 e propano) associados ou não ao uso dos cossolventes (etanol e hexano). Na extração convencional o etanol se mostrou mais eficiente do que os demais solventes, propiciando um rendimento mássico de 30,5% do extrato, enquanto que o hexano apresentou rendimento de apenas 10,6%. Todavia, o potencial de conversão em ésteres foi maior para a extração com hexano (84,1 g de éster por 100 g de extrato) do que para os extratos etílicos (33,5 g de éster por 100g de extrato). Nesse sentido, o teor de ésteres totais em relação à massa da microalga utilizada não apresentou diferenças significativas entre os três solventes testados. O emprego de sistemas pressurizados, na ausência e na presença de cossolventes, gerou maiores rendimentos de extração. O etanol apresentou o melhor desempenho como cossolvente na proporção 1:1 em relação à massa de microalga, independentemente do solvente primário utilizado no sistema de extração (CO2 e propano). O maior rendimento obtido com propano pressurizado na presença de etanol atingiu 27,54% em relação a massa da microalga seca nas condições de 80 ºC e 50 bar, enquanto que, para o CO2 na presença do mesmo cossolvente, o rendimento alcançado foi de 31,57% a 80 ºC e 150 bar. Esses rendimentos estão próximos aos obtidos pela extração convencional em sistema Soxhlet, porém, com a vantagem de que nos dois casos, com propano ou CO2, o tempo necessário para se atingir o rendimento máximo foi igual ou inferior a 20 min. O teor de ésteres totais em relação à massa de microalga foi superior nas extrações de maior rendimento com etanol e CO2 (16,7 g/100g de biomassa), se comparado às demais condições experimentais envolvidas nesse estudo. Os perfis de ácidos graxos dos extratos obtidos nesse estudo foram semelhantes entre si e sua composição, liderada pelos ácidos palmítico (16%), oleico (35%)e linoleico (10%), sugere propriedades adequadas para a produção de biocombustíveis líquidos (biodiesel). Palavras-chave: Choricystis minor var. minor. Extração. Fluido pressurizado. Biodiesel. / Abstract: The use of microalgae as a source of fatty materials has been presented as a promising alternative for biodiesel production due to the high lipid productivity of these organisms and the fact that large territorial areas are not necessary for their cultivation. However, one of the aspects that need to be studied in order to make feasible the production of microalgae biofuels is the selective extraction of the oil, besides the choice of a species capable of producing lipid material with a suitable chemical profile for biodiesel production. In this work, fatty acid methyl esters were produced from the microalga Choricystis minor var. minor, whose lipophilic materials were extracted with conventional (hexane, ethanol and chloroform: methanol) and pressurized solvents (CO2 and compressed propane), associated or not with the use of co-solvents (ethanol and hexane). Ethanol was the most efficient solvent for the conventional extraction in Soxhlet, providing a mass yield of 30.5% of the extract, while the hexane presented a yield of only 10.6%. However, the conversion potential to fatty acid methyl esters was higher for hexane extracts (84.1 g ester per 100 g extract) compared to ethanol (33.5 g ester per 100 g extract). In this sense, the total esters content in relation to the mass of the microalga used did not present any significant difference among the three solvents tested. The use of pressurized systems, in the absence and presence of co-solvents, generated higher extraction yields. Ethanol had the best co-solvent performance when used in the ratio of 1:1 in relation to the microalga dry mass, regardless of the primary solvent used in the extraction system (CO2 and compressed propane). The highest process yield was obtained with compressed propane in the presence of ethanol, which reached 27.54% of the mass of the dry microalga under the conditions of 80 °C and 50 bar, whereas for CO2 in the presence of the same co-solvent the yield reached was 31.57% at 80 ºC and 150 bar. These yields are close to those obtained by conventional extraction in a Soxhlet apparatus, however, with the advantage that in both cases, with propane or CO2, the time required to reach the maximum yield was equal to or less than 20 min. The total esters content in relation to the microalgae mass was higher in for extractions of higher yield using ethanol and CO2 (16.7 g/100 g biomass), when compared to the other experimental conditions involved in this study. The fatty acid profile of the extracts obtained in this study was similar to each other, being composed mainly by palmitic, oleic and linoleic acids in the relative proportion of 16%, 35% and 10%, respectively. In principle, this composition is compatible with their application as raw material for the production of liquid biofuels such as biodiesel. Key-words: Choricystis minor var. minor. Extraction. Pressurized fluids. Biodiesel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/52200 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Lima, Aline Andreza da Cruz |
| Contributors | Corazza, Marcos Lúcio, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química, Ramos, Luiz Pereira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 100 f. : il. algumas color., gráfs., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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