Extração de lipídios da Chlorella sorokiniana comercial assistida por ultrassom utilizando DMSO como solvente

Abstract

Na busca crescente por combustíveis e fontes de energia renovável, a produção de biodiesel tem conquistado um espaço significativo no mercado global. Diante dos desafios enfrentados na produção deste biocombustível, especialmente quando associada ao uso de culturas agrícolas voltadas para alimentação humana, as microalgas surgem como uma alternativa promissora. Isso se deve à sua alta capacidade de proliferação celular, ao seu teor elevado de lipídios e à não exigência de terras férteis para seu cultivo. No entanto, apesar das vantagens das microalgas como matéria-prima, a produção em larga escala de biodiesel a partir delas ainda enfrenta obstáculos consideráveis, principalmente relacionado ao processo de extração lipídica devido à resistência apresentada pelas paredes celulares da maioria das microalgas. Para contornar essa complexidade, têm sido desenvolvidos métodos que utilizam diferentes solventes e pré-tratamentos. O uso de solventes mostra-se promissor, uma vez que eles têm a capacidade de romper as membranas celulares e solubilizar os lipídios presentes nas microalgas. Além disso, a aplicação de pré-tratamentos surge como um passo estratégico para facilitar o processo de extração O ultrassom, por exemplo, tem se destacado como um pré-tratamento eficaz. Esse método envolve a utilização de ondas ultrassônicas para criar microbolhas dentro da cultura de microalgas resultando na quebra das paredes celulares, permitindo a liberação dos lipídios encapsulados. Nesse trabalho foi avaliada a extração de lipídios da biomassa proveniente da microalga C. sorokiniana comercial utilizando diferentes concentrações de dimetil sulfóxido (DMSO) como solvente e a sua eficiência foi comparada com o etanol; também foi testado o uso do pré-tratamento da biomassa assistido por ultrassom e sua influência na extração. Para o DMSO, a maior porcentagem lipídica foi obtida na concentração de 83%, resultando em 7,35% de lipídios por g de biomassa e pré-tratamento não apresentou diferença significativa na efetividade da extração. Ademais, foi possível inferir que o etanol apresenta melhor desempenho para o processo de extração, pois resultou em 35,10% de óleo por g de biomassa

Due to the growing quest for fuels and renewable energy sources, biodiesel production has gained significant attraction in the global market. Faced with challenges in the production of this biofuel, especially when tied to the use of agricultural crops meant for human consumption, microalgae emerge as a promising alternative. This is due to their high cellular proliferation capacity, elevated lipid content, and the lack of a need for fertile lands for cultivation. However, despite the advantages of microalgae as raw material, large-scale biodiesel production from them still encounters substantial obstacles, primarily related to the lipid extraction process due to the resistance presented by microalgae cell walls. To address this issue, methods involving different solvents and pre-treatments have been developed. The use of solvents appears promising as they have the ability to break down cell membranes and solubilize the lipids present in microalgae. Furthermore, the application of pre-treatments emerges as a strategic step to facilitate the extraction process Ultrasonic treatment, for instance, has stood out as an effective pre-treatment. This method involves the use of ultrasonic waves to create microbubbles within the microalgae culture, resulting in the disruption of cell walls and enabling the release of encapsulated lipids. In this study, the extraction of lipids from biomass derived from the commercial microalgae C. sorokiniana was evaluated. Different concentrations of dimethyl sulfoxide (DMSO) were used as solvents, and their efficiency was compared with ethanol. Additionally, the use of ultrasound-assisted biomass pre-treatment and its impact on extraction were tested. For the DMSO, the highest lipid percentage was obtained at an 83% concentration, resulting in 7.35% lipids per gram of biomass, and pre-treatment did not significantly affect extraction effectiveness. Moreover, it was possible to infer that ethanol performs better for the extraction process, yielding 35.10% oil per gram of biomass