Reis, Alberto José Delgado dosJustino, Ana Cristina Ramos de OliveiraMorais, Ana Filipa Garcia de2016-01-212016-01-2120152015http://hdl.handle.net/10451/22365Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015This work aimed to study the feasibility of biodiesel production from the heterotrophic Chlorella protothecoides microalga. Firstly, microalgae biomass production via fermentation was initiated and monitored. The need of a previous treatment for cell rupture of the dried biomass was evaluated through a mechanical disruption with a bead mill, allowing a saponifiable lipid fraction’s extraction of 50.15±1.07g/100g dw biomass. The lipid fraction showed an acid value of 3.96±0.12mgKOH/g, an iodine value of 85.22 gI2/100g and a fatty acids profile dominated by the presence of oleic (57.06%), linoleic (22.61%) and palmitic (14.47%) acids. The saponifiable matter content, determined in the extracted lipid fraction and directly in the biomass, was 96%. Other quality parameters, such as saponification value (189.87 mgKOH/g), cetane number (54.46) and CFPP (-9.07ºC), were also assessed. The obtained results are in accordance with the EN 14214 quality requirements, enabling the production of good quality biodiesel from the studied microalga. To complete the characterization of microalgae’s composition the content of total lipids (58.34g/100g dw), carbohydrates (17.47±4.06g/100g dw), protein (6.45g/100g dw) and ash (6.92±0.52g/100g dw) contents were also determined. For the biodiesel conversion, the microalgal biomass was put through a direct transesterification. The influence of several parameters in the amount of esters converted has been evaluated. The process has revealed itself effective for a 18h reaction time, with 95% of the saponifiable matter being converted. The process showed to be sensitive to the presence of moisture in the biomass and also to the reaction temperature. In a preliminary economic and energy analysis, at lab scale, the soxhlet extraction followed by an alkaline transesterification showed to be the most efficient process (0.139). The direct transesterification process proved itself to be a better economic option (11.53€/kg biodiesel) although still far from the economic feasibility.O trabalho desenvolvido teve como objetivo o estudo da viabilidade da produção de biodiesel a partir de biomassa da microalga Chlorella protothecoides heterotrófica. Primeiramente, iniciou-se e monitorizou-se uma fermentação, com vista à produção de biomassa microalgal. Partindo de biomassa liofilizada, avaliou-se a necessidade de pré-tratamento de rutura celular da mesma para uma eficiente extração/contabilização da fração lipídica. A rutura mecânica com moinho de bolas mostrou ser necessária, permitindo uma extração de 50,15±1,07g de fração lipídica saponificável/100g ps biomassa. Esta fração apresentou um índice de acidez de 3,96±0,12mgKOH/g, um índice de iodo de 85,22gI2/100g e um perfil em ácidos gordos dominado pela presença dos ácidos oleico (57,06%), linoleico (22,61%) e palmítico (14,47%). O teor de matéria saponificável, determinado na fração lipídica e diretamente na biomassa, foi de 96%. Foram ainda determinados teoricamente outros parâmetros de qualidade, como o índice de saponificação (189,87mgKOH/g), o índice de cetano (54,46) e o CFPP (-9,07ºC). Os valores obtidos nos parâmetros analisados encontram-se dentro dos limites das especificações da EN 14214, o que viabiliza a obtenção de um biodiesel de qualidade a partir da matéria-prima em estudo. De forma a caracterizar a microalga em termos de composição, determinaram-se também o teor de lípidos totais (58,34g/100g ps), de açúcares (17,47±4,06g/100g ps), de proteína (6,45g/100g ps) e de minerais (6,92±0,5 g/100g ps). Para a conversão em biodiesel, a biomassa microalgal foi sujeita a um processo de transesterificação direta, tendo-se avaliado a influência de diversos parâmetros no teor em ésteres. Este revelou-se eficaz, com 95% da fração saponificável a ser convertida às 18h de reação, sendo suscetível a fatores como a presença de humidade na amostra ou a temperatura da reação. Numa análise económica e energética preliminar, a nível laboratorial, verificou-se que o processo com extração soxhlet seguido de transesterificação alcalina é mais eficiente (0,139), apresentando o biodiesel proveniente de transesterificação direta o menor custo (11,53€/kg biodiesel), embora ainda afastado de um valor economicamente viável.porChlorella protothecoidesCaracterização microalgalTransesterificação directaBiodieselTeses de mestrado - 2015master thesis201275090