Avaliação por Pirólise de biomassas de Spirulina platensis obtidas em cultivos autotrófico e mixotrófico
Ano de defesa: | 2023 |
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
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Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52205 |
Resumo: | Microalgas são microrganismos autotróficos e fixadores de CO2 que apresentam grande potencial biotecnológico podendo ser utilizadas na produção de biocombustíveis de forma sustentável. O alto custo de produção de biomassa de microalgas inviabiliza aplicações em larga escala. Estudos apontam que cultivos mixotróficos pode ser uma estratégia capaz de diminuir o custo de produção e alcançar a sustentabilidade econômica e ambiental. A biomassa utilizada neste trabalho foi cedida por Pereira et al., 2019 que cultivaram a cianobactéria S. platensis em condições autotrófica (A) em meio Zarrouk e em condições mixotrófica com adição do soro da produção de queijo mussarela de búfala em diferentes concentrações, 2,5 (M2,5), 5,0 (M5) e 10,0% (M10). No presente estudo foram realizadas as caracterizações energéticas das biomassas, as análises termogravimétricas (TGA) e a micropirólise rápida (Py-CG/MS) nas temperaturas de 450, 550 e 650 °C com a finalidade de avaliar o potencial de produção de bio-óleo e produtos químicos valiosos. Os dados da composição bioquímica das microalgas foram diferentes, à medida que os percentuais de soro nos cultivos aumentaram, houve um decréscimo na síntese de proteína e um aumento dos carboidratos. Apesar da diferença de composição, de acordo com os dados da termogravimetria, as perdas de massa de todas as biomassas ocorreram de forma semelhante. Avaliando os dados da pirólise, foi observado que a amostra M10 apresentou o menor teor de proteínas em sua composição e formou uma menor quantidade de compostos nitrogenados. Houve redução de 43,8% (450º), 45,6% (550ºC) e 23,8% (650ºC) na formação de compostos nitrogenados em relação à amostra A. Além disso, a temperatura também mostrou um efeito considerável na formação de compostos voláteis. Os maiores rendimentos de compostos nitrogenados, fenóis e hidrocarbonetos aromáticos e não aromáticos foram observados a 650ºC. Os compostos oxigenados e contendo N/O diminuíram com o aumento da temperatura. Neste sentido, observa-se que o cultivo mixotrófico é uma boa estratégia capaz de reduzir o teor de N na biomassa e produzir um bio-óleo com um teor de N mais baixo. Porém para aplicações como biocombustíveis é necessário fazer o upgrading destes óleos. |
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Paula, Sueilha Ferreira de Andrade dehttp://lattes.cnpq.br/9314674757704516https://orcid.org/0000-0001-5514-5192http://lattes.cnpq.br/4163879756935913Chagas, Bruna Maria Emerenciano dashttp://lattes.cnpq.br/0892013738849363Sassi, Cristiane Francisca da CostaSilva, Janduir Egito daMoura, Maria de Fátima Vitória deCastro, Pollyana SouzaAraújo, Renata Mendonça2023-04-19T19:50:04Z2023-04-19T19:50:04Z2023-01-30PAULA, Sueilha Ferreira de Andrade de. Avaliação por Pirólise de biomassas de Spirulina platensis obtidas em cultivos autotrófico e mixotrófico. Orientador: Renata Mendonça Araújo. 2023. 123f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52205Microalgas são microrganismos autotróficos e fixadores de CO2 que apresentam grande potencial biotecnológico podendo ser utilizadas na produção de biocombustíveis de forma sustentável. O alto custo de produção de biomassa de microalgas inviabiliza aplicações em larga escala. Estudos apontam que cultivos mixotróficos pode ser uma estratégia capaz de diminuir o custo de produção e alcançar a sustentabilidade econômica e ambiental. A biomassa utilizada neste trabalho foi cedida por Pereira et al., 2019 que cultivaram a cianobactéria S. platensis em condições autotrófica (A) em meio Zarrouk e em condições mixotrófica com adição do soro da produção de queijo mussarela de búfala em diferentes concentrações, 2,5 (M2,5), 5,0 (M5) e 10,0% (M10). No presente estudo foram realizadas as caracterizações energéticas das biomassas, as análises termogravimétricas (TGA) e a micropirólise rápida (Py-CG/MS) nas temperaturas de 450, 550 e 650 °C com a finalidade de avaliar o potencial de produção de bio-óleo e produtos químicos valiosos. Os dados da composição bioquímica das microalgas foram diferentes, à medida que os percentuais de soro nos cultivos aumentaram, houve um decréscimo na síntese de proteína e um aumento dos carboidratos. Apesar da diferença de composição, de acordo com os dados da termogravimetria, as perdas de massa de todas as biomassas ocorreram de forma semelhante. Avaliando os dados da pirólise, foi observado que a amostra M10 apresentou o menor teor de proteínas em sua composição e formou uma menor quantidade de compostos nitrogenados. Houve redução de 43,8% (450º), 45,6% (550ºC) e 23,8% (650ºC) na formação de compostos nitrogenados em relação à amostra A. Além disso, a temperatura também mostrou um efeito considerável na formação de compostos voláteis. Os maiores rendimentos de compostos nitrogenados, fenóis e hidrocarbonetos aromáticos e não aromáticos foram observados a 650ºC. Os compostos oxigenados e contendo N/O diminuíram com o aumento da temperatura. Neste sentido, observa-se que o cultivo mixotrófico é uma boa estratégia capaz de reduzir o teor de N na biomassa e produzir um bio-óleo com um teor de N mais baixo. Porém para aplicações como biocombustíveis é necessário fazer o upgrading destes óleos.Microalgae are autotrophic and CO2 fixing microorganisms that have great biotechnological potential and can be used in the production of biofuels in a sustainable way. The high cost of producing microalgae biomass makes large-scale applications unfeasible. Studies indicate that mixotrophic crops can be a strategy capable of reducing the cost of production and achieving economic and environmental sustainability. The biomass used in this work was provided by Pereira et al., 2019 who cultivated the cyanobacteria S. platensis in autotrophic conditions (A) in Zarrouk medium and in mixotrophic conditions with the addition of whey from the production of buffalo mozzarella cheese in different concentrations, 2.5 (M2.5), 5.0 (M5) and 10.0% (M10). In the present study, energy characterizations of biomasses, thermogravimetric analyzes (TGA) and fast micropyrolysis (Py-GC/MS) were carried out at temperatures of 450, 550 and 650 °C in order to evaluate the potential for production of bio- oil and valuable chemicals. Data on the biochemical composition of microalgae were different, as the percentage of whey in the cultures increased, there was a decrease in protein synthesis and an increase in carbohydrates. Despite the difference in composition, according to thermogravimetry data, mass losses of all biomasses occurred in a similar way. Evaluating the pyrolysis data, it was observed that the M10 sample had the lowest protein content in its composition and formed a smaller amount of nitrogenous compounds. There was a reduction of 43.8% (450º), 45.6% (550ºC) and 23.8% (650ºC) in the formation of nitrogenous compounds in relation to sample A. In addition, the temperature also showed a considerable effect on the formation of volatile compounds. The highest yields of nitrogenous compounds, phenols and aromatic and non-aromatic hydrocarbons were observed at 650ºC. Oxygenated and N/O-containing compounds decreased with increasing temperature. In this sense, it is observed that mixotrophic cultivation is a good strategy capable of reducing the N content in the biomass and producing a bio-oil with a lower N content. However, for applications such as biofuels, it is necessary to upgrade these oils.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAQuímicaMixotróficoSpirulina platensisBiomassaCompostos voláteisPiróliseAvaliação por Pirólise de biomassas de Spirulina platensis obtidas em cultivos autotrófico e mixotróficoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAvaliacaoPirolisebiomassas_Paula_2023.pdfapplication/pdf2972815https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52205/1/AvaliacaoPirolisebiomassas_Paula_2023.pdfe80867c6cb851efee94ba0cb5af4cfffMD51123456789/522052023-04-19 16:50:50.772oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52205Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-04-19T19:50:50Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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