Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/69154
Resumo: Orientador: Prof. Dr. José Viriato Coelho Vargas
id UFPR_b371e6045fe54d25f2158ed939d0b94e
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/69154
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str 308
spelling Balmant, Wellington, 1982-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEVargas, José Viriato Coelho, 1958-Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da2023-05-29T14:50:58Z2023-05-29T14:50:58Z2020https://hdl.handle.net/1884/69154Orientador: Prof. Dr. José Viriato Coelho VargasCoorientador: Dr. Wellington BalmantDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais – PIPE. Defesa : Curitiba, 06/03/2020Inclui referências: p. 66-69Área de concentração: Engenharia e Ciência dos MateriaisResumo: As microalgas enquadram-se dentro das promissoras fontes sustentáveis de energia, visto que contribuem para biofixação de CO2 no processo de fotossíntese e sua biomassa possui alto valor agregado, considerando que sua composição apresenta componentes tais como lipídeos, proteínas e carboidratos. Dentre esses constituintes, os lipídios apresentam-se como fonte de matéria prima para a produção de biodiesel. O presente projeto apresenta a modelagem, simulação e otimização dessa etapa crucial do processo, que é a extração do óleo de microalgas. Para isso foram utilizadas as microalgas cultivadas no Núcleo de Pesquisas e Desenvolvimento de Energias Autossustentáveis (NPDEAS) utilizando extração com hexano puro e com uma mistura de solventes orgânicos (70%, de hexano e 30% de etanol) em um processo a quente. Os resultados experimentais obtidos foram compatíveis com os valores encontrados na literatura, comprovando o melhor rendimento de extração para a mistura de solventes do que o verificado para o solvente puro. O modelo matemático conseguiu reproduzir o comportamento experimental, o que pode ser constato através dos desvios relativos obtidos, que não ultrapassou 12 % para a extração da mistura hexano-etanol e 18% para a extração com hexano puro. De posse do modelo matemático foi possível desenvolver otimizações do lucro por batelada considerando a etapa de extração, obtendo um lucro máximo com a concentração de 55% de etanol. Comparando duas fontes de energia para a extração (elétrica e GLP) chegou-se aos respectivos lucros ótimos conforme o valor de venda do óleo. Palavras-Chave: Extração, microalgas, modelagem e otimização.Abstract: Microalgae fit within the promising sustainable sources of energy, since they contribute to CO2 biofixation in the photosynthesis process and their biomass has high benefits, considering that its composition contains components such as lipids, proteins and carbohydrates. Among these constituents, lipids are a source of raw material for the production of biodiesel. The present project presents the modeling, simulation and optimization of this crucial stage of the process, which is the extraction of oil from microalgae. For this, the microalgae cultivated at the Center for Research and Development of Self-Sustainable Energies (NPDEAS) were used using extraction with pure hexane and a mixture of organic solvents (70%, hexane and 30% ethanol) in a hot process. The experimental results obtained were compatible with the values found in the literature, proving the better extraction yield for the solvent mixture than that verified for the pure solvent. The mathematical model was able to reproduce the experimental behavior, which can be seen through the relative deviations obtained, which did not exceed 12% for the extraction of the hexane-ethanol mixture and 18% for the extraction with pure hexane. With the mathematical model, it was possible to develop optimizations of the profit per batch considering the extraction step, obtaining a maximum profit with the concentration of 55% of ethanol. Comparing two sources of energy for the extraction (electrical and LPG), the respective optimum profits were reached according to the sale value of the oil. Key Words: Extraction, microalgae, modeling and optimization.1 recurso online : PDF.application/pdfExtração (Quimica)Extração por solventesBiocombustíveisEngenharia de Materiais e MetalurgiaAlgasModelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - HELOISA ROBERTO PINHEIRO DA SILVA.pdfapplication/pdf2339887https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69154/1/R%20-%20D%20-%20HELOISA%20ROBERTO%20PINHEIRO%20DA%20SILVA.pdf1cfc2b5a224628c81bf63f4ca1da0d13MD51open access1884/691542023-05-29 11:50:58.739open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/69154Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-05-29T14:50:58Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
title Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
spellingShingle Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da
Extração (Quimica)
Extração por solventes
Biocombustíveis
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Algas
title_short Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
title_full Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
title_fullStr Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
title_full_unstemmed Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
title_sort Modelagem, simulação e otimização da extração de óleo de microalgas
author Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da
author_facet Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Balmant, Wellington, 1982-
Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Vargas, José Viriato Coelho, 1958-
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Heloísa Roberto Pinheiro da
contributor_str_mv Vargas, José Viriato Coelho, 1958-
dc.subject.por.fl_str_mv Extração (Quimica)
Extração por solventes
Biocombustíveis
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Algas
topic Extração (Quimica)
Extração por solventes
Biocombustíveis
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Algas
description Orientador: Prof. Dr. José Viriato Coelho Vargas
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-05-29T14:50:58Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-05-29T14:50:58Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/69154
url https://hdl.handle.net/1884/69154
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 1 recurso online : PDF.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/69154/1/R%20-%20D%20-%20HELOISA%20ROBERTO%20PINHEIRO%20DA%20SILVA.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 1cfc2b5a224628c81bf63f4ca1da0d13
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801860722536218624

Registros relacionados