Utilização de solventes verdes derivados da cana-de-açúcar na extração de lipídeos e aplicação na produção de biodiesel e síntese do 2-metiltetrahidrofurano através do bagaço

• Processo: 15/19609-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de julho de 2016 - 30 de junho de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Rubens Maciel Filho
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Aline Santana Scotelari de Souza ; Sergio Santos de Jesus
• Assunto(s): Cana-de-açúcar Extração Biodiesel Engenharia bioquímica Síntese orgânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiesel | Cana de Açúcar | Extração | Síntese Orgânica | Solventes Verdes | Transesterificação direta | Engenharia Bioquímica

Resumo

Solventes são utilizados em processos químicos para auxiliar na transferência de massa e calor, e para facilitar processos de separação e purificação. Eles também são muito importantes e muitas vezes o principal componente de agentes de limpeza, adesivos e revestimentos (tintas, vernizes e manchas). Os solventes são muitas vezes compostos orgânicos voláteis (COVs) e são, portanto, uma grande preocupação ambiental, pois são capazes de formar uma baixa camada em nível da camada de ozônio e poluindo a atmosfera através de processos de oxidação do ar em radicais livres. Atualmente milhões de toneladas de solventes tóxicos são utilizados na indústria de extração de óleo, nos quais podemos citar o n-hexano, o que representa um grande problema ambiental. Muitos solventes podem ser obtidos a partir de fontes renováveis e podem ser utilizados como alternativas de escape do uso de COVs sem qualquer necessidade de modificação do equipamento ou procedimento. A química verde foi criada para incentivar a concepção de produtos e processos que minimizem o impacto ambiental. O Brasil é o maior produtor de cana de açúcar no mundo e seu resíduo pode ser uma valiosa fonte de matéria prima para a produção de solventes verdes. Dentre estes solventes podemos citar o 2-metiltetrahidrofurano que pode ser obtido através do bagaço e o álcool isoamílico que é um resíduo da destilação do álcool. Uma das aplicações do uso de solventes refere-se aos processos extração. O mais comum e efetivo método para extração de óleos inclui o método desenvolvido por Folch (1957) e Bligh & Dyer (1959) na qual utilizam o sistema bifásico constituído de clorofórmio que é um solvente orgânico apolar e solventes polares como metanol e água. O objetivo deste projeto é selecionar um sistema de solventes verdes com eficiência de extração similar ao método tradicional de Bligh & Dyer. Com o protocolo de experimental desenvolvido, e com a melhor relação de solvente (2-MeTHF:álcool isoamílico:água), será aplicado no processo de produção de biodiesel por transesterificação in situ da microalga Chlorella pyrenoidosa. A transesterificação ocorrerá à pressão ambiente e em condições supercríticas. No final do projeto será proposto a síntese do 2-MeTHF utilizando bagaço de cana de açúcar, com a finalidade de diminuir a dependência do país na importação deste solvente. Neste trabalho serão utilizadas sementes de girassol e a microalga Chlorella pyrenoidosa, como materiais para extração com solventes. Na qual serão analisados a composição de ácidos graxos e a eficiência de extração e seletividade. O processo de transesterificação in situ será a pressão ambiente e em condições supercríticas; o biodiesel obtido será analisado em relação à composição dos ácidos graxos, reologia e índice de acidez. A síntese do 2-MeTHF será realizada através da hidrólise ácida do bagaço de cana de açúcar, o furfural obtido será hidrogenado para obtenção do solvente. Serão realizadas análises espectrométricas de infravermelho (IV) e de Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H e 13C). O rendimento do processo também será avaliado. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE JESUS, SERGIO S.; FERREIRA, GABRIELA F.; FREGOLENTE, V, LEONARDO; MACIEL FILHO, RUBENS. Laboratory extraction of microalgal lipids using sugarcane bagasse derived green solvents. ALGAL RESEARCH-BIOMASS BIOFUELS AND BIOPRODUCTS, v. 35, p. 292-300, NOV 2018. (10/03764-3, 15/19609-0)

DE JESUS, SERGIO S.; MACIEL FILHO, RUBENS. Recent advances in lipid extraction using green solvents. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 133, NOV 2020. (15/19609-0)

DE JESUS, SERGIO S.; FERREIRA, GABRIELA F.; MOREIRA, LARISSA S.; WOLF MACIEL, MARIA REGINA; MACIEL FILHO, RUBENS. Comparison of several methods for effective lipid extraction from wet microalgae using green solvents. RENEWABLE ENERGY, v. 143, p. 130-141, DEC 2019. (15/19609-0, 10/03764-3)

DE JESUS, SERGIO S.; FERREIRA, GABRIELA F.; MOREIRA, LARISSA S.; MACIEL FILHO, RUBENS. Biodiesel production from microalgae by direct transesterification using green solvents. RENEWABLE ENERGY, v. 160, p. 1283-1294, NOV 2020. (15/19609-0, 10/03764-3)

DE JESUS, SERGIO S.; FERREIRA, GABRIELA F.; WOLF MACIEL, MARIA REGINA; MACIEL FILHO, RUBENS. Biodiesel purification by column chromatography and liquid-liquid extraction using green solvents. FUEL, v. 235, p. 1123-1130, JAN 1 2019. (10/03764-3, 15/19609-0)