Síntese de ésteres graxos de chlorella sp. utilizando os processos de extração-transesterificação e transesterificação in situ

Abstract

Este trabalho teve como objetivo realizar estudo comparativo dos processos de extração-transesterificação e transesterificação in situ para a síntese de ésteres metílicos e etílicos a partir da microalga Chlorella sp. Utilizando o processo de extração-transesterificação, a extração dos lipídeos foi realizada a partir da biomassa seca de Chlorella sp., pelo uso de três diferentes solventes, clorofórmio:metanol, etanol e metanol, sendo o maior rendimento, 12,3%, obtido com a mistura clorofórmio:metanol (2:1 v/v). Independente do solvente extrator utilizado, as frações lipídicas obtidas apresentaram altos índices de acidez que variaram de 39,39 a 112,76 mg KOH/g. Após, os ésteres alquilicos graxos foram obtidos através da transesterificação das frações lipídicas realizada com metanol e etanol (razão molar álcool:extrato lipidico, 30:1) na presença de 10% de H2SO4 como catalisador a temperatura de 100 oC por 4h. A transesterificação in situ (alcoolise direta) aplicada a biomassa de Chlorella sp, foi realizada a 60 e 100 oC por 4 h usando 20% de H2SO4 com base na biomassa seca. A reação foi realizada a partir de 50 g de biomassa seca na presença de 150 mL de álcool (etanol ou metanol) A partir do método de transesterificação in situ foram obtidos maiores rendimentos de ésteres alquilicos graxos (11,0%), quando comparado ao processo de extração-transesterificação (8,1%). Os produtos purificados apresentaram teores de ésteres que variaram de 75,4% a 99,8%. A variação da temperatura de reação da transesterificação in situ não teve influência significativa nos rendimentos dos produtos.

The aim of this study was to investigate the extraction-transesterification and the in situ transesterification processes in the synthesis of methyl and ethyl esters from microalgae Chlorella sp. In the extraction-transesterification process, lipid extraction was carried out using three different solvents, chloroform:methanol, methanol, and ethanol. The highest yield, 12.3%, was obtained with chloroform:methanol (2:1). Regardless the type of solvent, the lipid extracts had high acid levels, ranging from 39.39 to 112.76 mg KOH/g. Afterward, the fatty acid alkyl esters were obtained by the transesterification of lipid extracts. It was carried out with methanol and ethanol (molar ratio alcohol:lipid, 30:1), using H2SO4 acid as catalyst (10% relation to the lipid mass) at 100 oC for 4 h. The in situ transesterification (direct alcoholysis) applied on algal biomass was performed at 60 and 100 oC for 4 h with sulfuric acid 20% w/w (based on dry biomass). The reaction was carried out using 50 g dry biomass and 150 mL of alcohol. Results showed that higher fatty acid alkyl ester yields were obtained in the in situ transesterification process (11.0%) than in the extraction-transesterification process (8.1%). In addition, the products had ester contents which ranged from 75.4% to 99.8%. The reaction temperature in the in situ transesterification process did not affect the yield of the fatty acid alkyl esters significantly.