Production of biodiesel from microalgae cultivated with vinasse
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Autores: Jairo Pereira de Oliveira Junior
, Rafaela Silva Cesca, Isabelle Moreira Souza Ferreira, Marcelo Fossa da Paz, Mariana Lara Menegazzo, Rosalinda Arevalo Pinedo, William Renzo Cortez Vega
- Localización: International Journal of Professional Business Review: Int. J. Prof.Bus. Rev., ISSN 2525-3654, ISSN-e 2525-3654, Vol. 9, Nº. 7, 2024 (Ejemplar dedicado a: Continuous publication; e04860)
- Idioma: inglés
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Resumen
- español
Objetivo: El propósito de esta investigación fue llevar a cabo el cultivo de la microalga Chlorella sorokiniana con vinaza diluida, evaluando su potencial para la remediación de nutrientes y el aumento de su fracción lipídica, con el fin de producir biodiesel de acuerdo con la normativa vigente.
Marco teórico: La búsqueda de la reducción de los combustibles fósiles, responsables de impactos ambientales negativos, ha impulsado la demanda de biocombustibles en los últimos años. El biodiesel ha ganado relevancia como una alternativa prometedora para reemplazar los derivados del petróleo, pudiendo ser producido a partir de diversas materias primas, como las microalgas.
Diseño/metodología/enfoque: Se estudiaron diferentes diluciones de vinaza para el cultivo de Chlorella sorokiniana CTT 7727, siendo estas del 5%, 10% y 15% (v/v), con N:P:K (20:5:20) al 1% (v/v) como estándar comparativo. El biodiesel se produjo mediante transesterificación directa y se analizó mediante cromatografía de gas acoplada a detector de ionización de llama, permitiendo la identificación y cuantificación del perfil de ácidos grasos.
Resultados: Los resultados obtenidos indicaron que la vinaza al 10% (v/v) se mostró prometedora para su aplicación como medio de cultivo de esta especie de microalga, asegurando una buena tasa de crecimiento celular, una elevada productividad de biomasa y un rendimiento lipídico notable. En cuanto al biodiesel producido, este cumplió con los estándares de regulación establecidos por la Agencia Nacional de Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP).
Investigación, implicaciones prácticas y sociales: La investigación destaca la viabilidad del cultivo de la microalga Chlorella sorokiniana con vinaza diluida, señalando la concentración del 10% como promisoria para optimizar el crecimiento celular y el rendimiento lipídico. Los resultados aseguran la conformidad con las regulaciones de la ANP para la producción de biodiesel, indicando una aplicabilidad inmediata y sostenible a nivel industrial. Desde el punto de vista social, contribuye a la búsqueda de biocombustibles, reduciendo la dependencia de fuentes fósiles y promoviendo prácticas más sostenibles en la industria bioenergética.
Originalidad/valor: La originalidad del estudio radica en la combinación única de Chlorella sorokiniana CTT 7727, vinaza diluida y producción de biodiesel en conformidad con las normativas de la ANP. Se destaca por identificar la concentración ideal de vinaza (10%) para el cultivo, presentando un enfoque económico y eficaz. El valor estratégico reside en el uso de una materia prima alternativa cultivada con un residuo industrial, fomentando la diversificación de la matriz energética y mitigando los impactos ambientales asociados a los combustibles convencionales.
- English
Purpose: The objective of this work was to carry out the cultivation of the microalgae Chlorella sorokiniana with diluted vinasse, verifying its potential for remediation of nutrients and increase of its lipid fraction, to produce biodiesel according to the current regulation.
Theoretical Framework: The quest to reduce fossil fuels, which are responsible for negative environmental impacts, has boosted the demand for biofuels in recent years. Biodiesel has been gaining prominence as a promising alternative to replace petroleum derivatives since it can be produced from various raw materials, such as microalgae.
Design/Methodology/Approach: Different vinasse dilutions were studied for the cultivation of Chlorella sorokiniana CTT 7727, being 5, 10 and 15% (v v-1) and N:P:K (20:5:20) 1% (v v-1) medium as a comparative standard. Biodiesel was produced by direct transesterification and analyzed by gas chromatography coupled to a flame ionization detector, enabling the identification and quantification of the fatty acid profile.
Findings: The results obtained indicated that vinasse 10% (v v-1) proved to be promising for application as a culture medium for this microalgae species, as it guaranteed a good cell growth rate, high biomass productivity and lipid yield. Considering the biodiesel produced, it fits the regulatory standards analyzed by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP).
Research, Practical & Social Implications: The research demonstrates the feasibility of cultivating the microalga Chlorella sorokiniana with diluted vinasse, highlighting the 10% concentration as promising for optimizing cell growth and lipid yield. The results ensure compliance with ANP regulations for biodiesel production, indicating immediate and sustainable applicability on an industrial scale. Socially, it contributes to the pursuit of biofuels, reducing dependence on fossil sources and promoting more sustainable practices in the bioenergy industry.
Originality/Value: The study's originality lies in the unique combination of Chlorella sorokiniana CTT 7727, diluted vinasse, and biodiesel production in accordance with ANP regulations. It stands out for identifying the optimal vinasse concentration (10%) for cultivation, presenting an economical and effective approach. The strategic value is in the use of an alternative raw material cultivated with an industrial residue, promoting the diversification of the energy matrix and mitigating environmental impacts associated with conventional fuels.
- português
Objetivo: O objetivo deste trabalho foi realizar o cultivo da microalga Chlorella sorokiniana com vinhaça diluída, verificando seu potencial de remediação de nutrientes e incremento de sua fração lipídica, para produzir um biodiesel segundo a regulamentação vigente.
Referencial teórico: A busca pela diminuição de combustíveis fósseis, responsáveis por impactos ambientais negativos impulsionou a demanda por biocombustíveis nos últimos anos. O biodiesel vem ganhando destaque como alternativa promissora em substituição aos derivados do petróleo, o mesmo pode ser produzido por diversas matérias-primas, como as microalgas.
Desenho/metodologia/abordagem: Estudaram-se diferentes diluições de vinhaça para o cultivo de Chlorella sorokiniana CTT 7727, sendo 5, 10 e 15% (v v-1) e N:P:K (20:5:20) 1% (v v-1) como padrão comparativo. O biodiesel foi produzido por transesterificação direta e analisado por cromatografia gasosa acoplada a detector de ionização de chama, possibilitando a identificação e quantificação do perfil de ácidos graxos.
Resultados: Os resultados obtidos indicaram que a vinhaça 10% (v v-1) mostrou-se promissora para aplicação como meio de cultivo desta espécie de microalga, pois garantiu uma boa taxa de crescimento celular, elevada produtividade de biomassa e rendimento lipídico. Considerando o biodiesel produzido, o mesmo enquadra-se nos padrões de regulamentação analisados dispostos pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).
Pesquisa, implicações práticas e sociais: A pesquisa evidencia a viabilidade do cultivo da microalga Chlorella sorokiniana com vinhaça diluída, destacando a concentração de 10% como promissora para otimização do crescimento celular e rendimento lipídico. Os resultados asseguram conformidade com as regulamentações da ANP para produção de biodiesel, indicando aplicabilidade imediata e sustentável em escala industrial. Socialmente, contribui para a busca por biocombustíveis, reduzindo a dependência de fontes fósseis e promovendo práticas mais sustentáveis na indústria bioenergética.
Originalidade/valor: A originalidade do estudo reside na combinação única da Chlorella sorokiniana CTT 7727, vinhaça diluída e produção de biodiesel em conformidade com normativas da ANP. Destaca-se pela identificação da concentração ideal de vinhaça (10%) para cultivo, apresentando uma abordagem econômica e eficaz. O valor estratégico está na utilização de uma matéria-prima alternativa cultivada com um resíduo industrial, promovendo a diversificação da matriz energética e mitigando impactos ambientais associados aos combustíveis convencionais.
- español
