Avaliação do potencial de produção de biodiesel a partir de algas

Abstract

Com o presente trabalho pretendeu-se estudar à escala laboratorial a viabilidade técnica da produção de biodiesel a partir de microalgas, particularmente as microalgas Chlorella Ermersonii (C.E.) e Botryococcus Braunii (B.B.). Para tal foram estudadas e avaliadas as várias etapas que integram o processo de produção nomeadamente o cultivo e o crescimento das microalgas e a extração do óleo por distintas metodologias e técnicas com vista à sua posterior transformação em biodiesel. Os resultados indicam uma extração máxima de 4% de óleo utilizando a Chlorella Ermersonii (C.E.) e 2,5% utilizando a Botryococcus Braunii (B.B.). Devido à reduzida percentagem de óleo obtido nos processos de extração estudados para ambas as espécies de microalgas, não foi possível realizar os ensaios de produção de biodiesel pelo método de transesterificação, conforme foi preconizado nos objetivos da presente dissertação. Paralelamente, foi realizado um estudo relativo à possibilidade de obtenção de óleo e posterior produção de biodiesel quer a partir de algas marinhas da orla costeira da zona Norte de Portugal (Sargaço e Bodelha) quer a partir de oleaginosas, semente de girassol, de amendoim e de abóbora. A produção de biodiesel a partir de óleos alimentares usados e óleos virgens foi igualmente levada a cabo no âmbito do trabalho, por processo de transesterificação básica utilizando o metanol (álcool) e o hidróxido de sódio (catalisador), tendo-se efetuado a sua caracterização e avaliação do cumprimento dos requisitos, de acordo com a norma EN14214. Os resultados obtidos no presente trabalho permitiram concluir que o sistema de cultura semi-aberta das microalgas não se revela eficaz, ao contrário do fotobioreactor o qual assegura as condições operatórias necessárias ao aumento da biomassa. Apesar de as microalgas apresentarem um teor em óleo superior a 40%, a principal limitação da sua utilização como matéria-prima prende-se com as dificuldades técnicas associadas à extração do óleo. Foi assim impossível obter biodiesel a partir destas, considerando os meios técnicos disponíveis no CVR. Relativamente às algas marinhas, nomeadamente o sargaço, pode constituir uma potencial matéria-prima para a produção de biodiesel, tendo sido possível extrair 26% de óleo por extração química, com hexano. Resultados inferiores foram obtidos para a espécie bodelha. Para os óleos alimentares usados e óleos virgens, o rendimento de transformação em biodiesel foi elevado, como evidenciado pelos parâmetros de qualidade. No entanto, os procedimentos experimentais não permitiram a obtenção de óleo virgem diretamente a partir de sementes oleaginosas.

In this work we intended to study laboratory-scale technical feasibility of biodiesel production from microalgae, particularly Chlorella ermersonii (C.E.) and Botryococcus braunii (BB). To achieve project goals, we proceed to study and evaluate the various steps that comprise the process of production, including growing of microalgae and extraction of the oil by different methodologies and techniques, for the further transformation into biodiesel. The results obtained indicate a maximum of 4% extraction of oil using Chlorella ermersonii (C.E) and 2.5% using Botryococcus braunii (B.B.). Due to the small percentage of oil obtained in the extraction processes studied for both species of microalgae, it was not possible to perform tests of biodiesel production trhough the transesterification method, as indicated in the objectives of this dissertation. In parallel, it was studied the possibility of obtaining oil for subsequent production of biodiesel from marine algae from the shoreline in the North of Portugal (Bodelha and Sargasso) either from oilseeds, sunflower seed, peanut and Pumpkin. The production of biodiesel from used cooking oil and virgin oils was also carried out in the work, in both cases, was produced using a basic transesterification process using methanol (alcohol) and sodium hydroxide (catalyst), and the characterization and assessment of compliance in accordance with standard EN14214. The results obtained in this study indicate that the semi-open culture system of microalgae revealed to be not effective, unlike in fotobioreactor, which ensures the operating conditions required to increase the biomass production. Although the present microalgae obtained an oil content exceeding 40%, the major limitation for their use as raw material for production of biodiesel, relates to the technical difficulties associated with oil extraction. It was thus impossible to obtain biodiesel from microalgae, considering the technical means available in the CVR. For the marine algae, in particular Sargasso, it can be a potential feedstock for biodiesel production, being possible to extract 26% of this type of algae oil, using a chemical extraction method, with hexane. Lower results were obtained for the species Bodelha. For cooking oils and as well for virgin oils, the transformation into biodiesel yield was higher, as evidenced by the quality parameters shown. However, the experimental procedures do not allow the production of crude oil directly from the oleaginous seeds.