Avaliação computacional de solventes para extração de lipídios de microalgas.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-18032021-143936/ |
Resumo: | A biomassa tem sido colocada em evidência como principal matéria-prima para produção de biocombustíveis, embora seja capaz de produzir diversos compostos como: fármacos, aditivos alimentícios, materiais, entre outros. Dentre as diversas matérias-primas originadas da biomassa, pode-se destacar a microalga para produção não só de combustíveis como diversos químicos de interesse por causa de sua alta produtividade, baixa necessidade de terras aráveis e água pura e sua versatilidade. Entretanto, o processo ainda não se provou financeiramente viável pelo seu alto custo. Diversos trabalhos tem sido feitos avaliando técnicas diferentes de cultivo e diferentes rotas de processamento para produção de diversos combustíveis de forma combinada. Este trabalho tem como propósito avaliar computacionalmente o processo de extração de lipídios da microalga com diferentes solventes para posterior produção de biodiesel. Para isso foi criada uma metodologia multi-step com 3 etapas de avalição: propriedades físico químicas, demanda energética e parâmetros EHS (environmental, health and safety), e uma análise tecnoeconômica preliminar. Um conjunto inicial de 111 solventes foi utilizado para esse trabalho, sendo que 96 candidatos foram avaliados na etapa 1, e 2 candidatos na última etapa. Os 2 solventes avaliados na última etapa foram o DLimoneno e o Palmitato de Metila, sendo o primeiro já utilizado em trabalhos de extração de óleo de microalga e o segundo uma aparição inovadora. A avaliação tecno-econômica de ambos os solventes resultou em um resultado financeiro pior que o benchmark n-hexano, embora ainda possa-se considerar benefícios como créditos de carbono, evasão de multas ambientais e menor custo de tratamento. |
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Avaliação computacional de solventes para extração de lipídios de microalgas.Computational assessment of solventes for microalgae lipi extration.BiorrefinariasBiorrefineriesEconomic assessmentLipídeosMicroalgaeMicroalgasSolventeSolvente selectionA biomassa tem sido colocada em evidência como principal matéria-prima para produção de biocombustíveis, embora seja capaz de produzir diversos compostos como: fármacos, aditivos alimentícios, materiais, entre outros. Dentre as diversas matérias-primas originadas da biomassa, pode-se destacar a microalga para produção não só de combustíveis como diversos químicos de interesse por causa de sua alta produtividade, baixa necessidade de terras aráveis e água pura e sua versatilidade. Entretanto, o processo ainda não se provou financeiramente viável pelo seu alto custo. Diversos trabalhos tem sido feitos avaliando técnicas diferentes de cultivo e diferentes rotas de processamento para produção de diversos combustíveis de forma combinada. Este trabalho tem como propósito avaliar computacionalmente o processo de extração de lipídios da microalga com diferentes solventes para posterior produção de biodiesel. Para isso foi criada uma metodologia multi-step com 3 etapas de avalição: propriedades físico químicas, demanda energética e parâmetros EHS (environmental, health and safety), e uma análise tecnoeconômica preliminar. Um conjunto inicial de 111 solventes foi utilizado para esse trabalho, sendo que 96 candidatos foram avaliados na etapa 1, e 2 candidatos na última etapa. Os 2 solventes avaliados na última etapa foram o DLimoneno e o Palmitato de Metila, sendo o primeiro já utilizado em trabalhos de extração de óleo de microalga e o segundo uma aparição inovadora. A avaliação tecno-econômica de ambos os solventes resultou em um resultado financeiro pior que o benchmark n-hexano, embora ainda possa-se considerar benefícios como créditos de carbono, evasão de multas ambientais e menor custo de tratamento.Biomass has been highlighted as the main raw material for the production of biofuels, although it is capable of producing several compounds such as: drugs, food additives, materials, among others. Among the various raw materials originating from biomass, we can highlight the microalgae for the production of not only fuels but also several chemicals of interest because of its high productivity, low need for arable land and pure water and its versatility. However, the process has not yet proven to be financially viable due to its high cost. Several works have been done evaluating different cultivation techniques and different processing routes for the production of different fuels in a combined way. This work aims to computationally evaluate the process of extracting lipids from microalgae with different solvents for later production of biodiesel. For this, a multi-step methodology was created with 3 evaluation steps: physical chemical properties, energy demand and EHS (environmental, health and safety) parameters, and a preliminary techno-economic analysis. An initial set of 111 solvents was used for this work, with 96 candidates being evaluated in step 1, and 2 candidates in the last step. The 2 solvents evaluated in the last stage were D-Limonene and Methyl Palmitate, the first being already used in microalgae oil extraction works and the second an innovative appearance. The techno economic assessment of both solvents resulted in a worse financial result than the n-hexane benchmark, although benefits such as carbon credits, avoidance of environmental fines and lower treatment costs can still be considered.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSantos, Moisés Teles dosNascimento Junior, Francisco Agostinho do2020-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-18032021-143936/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2021-03-19T15:31:01Zoai:teses.usp.br:tde-18032021-143936Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-03-19T15:31:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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