Síntese de ésteres graxos a partir da biomassa da microalga Chlorella sp. por hidrólise “in situ” seguido de esterificação

Abstract

Neste trabalho, a produção de ésteres graxos da biomassa úmida da microalga Chlorella sp. foi investigada pelo método de hidrólise seguido de esterificação e comparado com o método convencional de extração/transesterificação. Na primeira etapa do processo de hidrólise “in situ” seguido de esterificação ocorreu à hidrólise, onde a água presente na biomassa (50 e 100% em massa) reagiu com os lipídios de reserva, na presença de H2SO4 (20, 40 e 60% em massa), sendo obtidos os ácidos graxos brutos. Na segunda etapa do processo, os ácido graxos foram submetidos à reação de esterificação por 1 ou 4 h na presença de metanol, na razão molar de 30:1 álcool:AG, com H2SO4 10% em massa a 60 ou 100 °C. De acordo com os resultados obtidos no processo de hidrólise/esterificação, os melhores rendimentos – cerca de 7,3±0,8% de FAMEs, em relação a biomassa inicial – foram obtidos na presença de 60% de catalisador e 50% de umidade, na etapa de hidrólise e 100 °C por 4 h na etapa de esterificação. No método convencional de extração-transesterificação, os melhores rendimentos – 7,1±1,8% de FAMEs em relação à biomassa seca – foram obtidos utilizando a mistura de clorofórmio:metanol 2:1 v/v. Em resumo os rendimentos obtidos nos dois métodos de produção de ésteres graxos foram próximos. No entanto, o processo de hidrólise “in situ” seguido de esterificação possui vantagens como a utilização da biomassa úmida.

The present work investigates the production of fatty acid methyl esters (FAMEs) by extraction–transesterification and hydrolysis–esterification process of moist biomass from Chlorella sp. Initially, the hydrolysis process was performed on algal biomass at 60 °C and 100 °C for 1 and 4 h in the presence of 50% and 100% w/w water in relation to the biomass and sulfuric acid (20%, 40% and 60% w/w based on dry biomass). In this experiment, an amount of the hexane was necessary to promote the simultaneous extraction of the lipids produced from hydrolysis process. Next the esterification process was investigated at 100 °C for 4 h used H2SO4 acid catalyst (10% in relation to fatty acid mass) for conversion of crude fatty acids to fatty acid alkyl esters. The results after hydrolysis–esterification process show that the process carried at 100 °C for 4 h using 50 % of water and H2SO4 acid catalyst (60% in relation to fatty acid mass) resulted in higher FAMEs yields, 7.3±0.8% in relation to the initial biomass. The extraction-transesterification process resulted in similar FAEEs yields. The transesterification of the lipid extracts obtained by chloroform:methanol yielded 7.1±1.8 % in relation to initial biomass. Finally, both the processes resulted in similar FAEEs yields. However, the hydrolysis–esterification process has advantages such as the use of moist biomass