Tecnologia de biodiesel microalgal
A biomassa microalgal é multifuncional à industrialização de biocombustíveis, alimentos funcionais e químicos finos. Colhê-la e processá-la, para extração de carboidratos, lipídeos e, ou, proteínas, é, todavia, oneroso. Hiperacumuladores de materiais graxos, modos e sistemas de cultivo, métodos de colheita de biomassa e extração de lipídeos, e qualidade de biodiesel de terceira-geração são, portanto, os tópicos deste livro. Microalgas crescem, autotrófica, heterotrófica e, ou, mixotroficamente, em habitats diversos. A produtividade de biodiesel de autótrofos, heterótrofos e mixotróficos, em fotobioreatores, tubulares verticais e horizontais e planos, é, respectivamente: 10–250, 80–7400 e 90–250 mg L-1 d-1. Os principais filos de hiperacumuladores de lipídeos são: Bacillariophyta, Charophyta, Chlorophyta e Ochrophyta. As espécies de Chlorella sp., C. vulgaris, C. saccharophila, C. minutissima, C. sorokiniana, C. ellipsoidea, C. zofingiensis, C. pyrenoidosa e C. protothecoides, são excelentes opções à biorrefinaria. Condições de estresse, principalmente, controle de disponibilidade de nutrientes, induzem síntese de lipídeos. Privação nitrogenada, especificamente, altera dinâmica de carbono e, consequentemente, condicionam a célula ao anabolismo de lipídeos, ao invés de proteínas e carboidratos, concentrando-os. Colheita de biomassa e extração de lipídeos são dispendiosos, economicamente, e prejudiciais ao meio ambiente e qualidade de vida social, pois, eventualmente, emitem substâncias tóxicas. Há, portanto, urgência em otimizá-los e torná-los sustentáveis. Propostas à centrifugação e solventes orgânicos, regulares em escala industrial, incluem, respectivamente: floculação, filtração, flotação, sedimentação e imobilização; e transesterificação in situ, líquidos iônicos e supercríticos. O biodiesel microalgal é, preferencialmente, sintetizado por transesterificação alcalina. A qualidade de produto é, essencialmente, influenciada pelo perfil de ácidos graxos: as cadeias carbônicas, C12 e C18, saturadas e insaturadas, possibilitam valores de cetanagem, saponificação, viscosidade cinemática, densidade e ponto de fulgor ou inflamação de 47–57, 198,9–199 mg KOH g-1, 3–5,6 mm2 s-1, 0,86–0,96 g cm-3 e 110–155 °C, respectivamente, aceitáveis ao mercado global.
Tecnologia de biodiesel microalgal
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DOI: 10.22533/at.ed.359211902
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Palavras-chave: biocombustível 3G, centrifugação; Chlorella sp., lagoas superficiais amplas; fotobioreatores.
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Keywords: 3G biofuel; centrifugation; Chlorella sp.; open raceway ponds; photobioreactors.
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Abstract:
: (Micro)algal biomass is suitable for biofuels, functional food and fine chemicals. However, its harvesting and processing for recovery of carbohydrates, lipids and proteins make total cost of production expensive. Oil-hyperacumulating species, cultures and systems of cultivation, methods of harvesting and extraction of lipids, and quality of product are accordingly the topics of this e-book. Microalgae can be autotroph, heterotroph and mixotroph for their habit of growth and development. Producvity of biodiesel by culturing autotroph, heterotroph and mixotroph in photobioreactors, whether horizontal and vertical tubular and flat panel, is 10-250, 80-7400 and 90-250 mg L-1 d-1, respectively. Bacillariophyta, Charophyta, Chlorophyta, and Ochrophyta, sound as the main phyla of oily-hyperacumulating microalgae. The species of Chlorella sp., C. vulgaris, C. saccharophila, C. minutissima, C. sorokiniana, C. ellipsoidea, C. zofingensis, C. pyrenoidosa, and C. protothecoides, are all great options to biorefinery. Stresses, such as the control of availability of nutrients, induce synthesis of lipid by microalgae. Much of species under starvation of nitrogen rather produce lipids, than store carbohydrates and proteins. The tasks of harvesting and processing of oily matter can be expensive, and detrimental to the environment and society. Development of strategies to ensure these processes are sustainable is, therefore, an urgent matter. Flocculation, filtration and flotation are the eventual replacements for the centifugation; while the transesterification in situ, ionic and supercritical liquids are substitutes to organic solvents, which are regular on an industrial scale. The main pathway of making third-generation biodiesel is transesterification. The product's quality depends on the profile of fatty acids. The carbon chains, C12 and C18, enable the microalgal biodiesel to values of cetane, saponification, cinematic viscosity, density, and flashing point of 47–57, 198.9–199 mg KOH g-1, 3–5.6 mm2 s-1, 0.86–0.96 g cm-3, and 110–155 °C, respectively. These properties are acceptable at the global market.
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Número de páginas: 55
- Charlene Raquel de Almeida Viana
- Ricardo Alan Verdú Ramos
- Bruno Rafael de Almeida Moreira
- Paulo Alexandre Monteiro de Figueiredo
- Sérgio Bispo Ramos
- Ronaldo da Silva Viana
