Avaliação do ciclo de vida da produção de ésteres etílicos utilizando mix algal com predominância da alga Chlorella sp. em escala laboratorial

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Real PradoCoorientador: Dr. Rafael Duarte KramerDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Palotina, Programa de Pós-Graduação em Bioenergia. Defesa : Palotina, 18/09/2018Inclui referências: p. 72-82Área de concentração: BiocombustíveisResumo: O cultivo de microalgas para a produção sustentável de biocombustíveis tem recebido especial atenção nos últimos anos. Dentre as razões para a utilização de microalgas para este fim destacam-se a alta eficiência fotossintética, capacidade de fixação de carbono, a habilidade de acum ular lipídeos no interior da célula, aliada a uma alta taxa de crescimento capaz de produzir duas a dez vezes mais biomassa comparada à que é produzida por culturas terrestres. Métodos de produção de microalgas baseiam -se em cultivo sob condições adequadas de crescimento, em ambiente fotossintético seguido das etapas de separação da biomassa, secagem e obtenção do produto e subprodutos. As vias para a produção de biodiesel algal podem ser variadas e necessitam de uma avaliação quanto aos impactos ambientais que podem estar presentes ao longo do processo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação do ciclo de vida (ACV), comparando os métodos ReCiPe e TRACI, para a produção de microalgas em escala laboratorial, considerando todas as etapas na obtenção de ésteres etílicos (biodiesel) de um mix de microalgas, cultivo, colheita, secagem extração e transesterificação in situ, com base em um inventário portão a portão com uma unidade funcional de 1 kg de ésteres etílicos. Para isso foi utilizado o software SimaPro 8.4.0 que auxiliou na compilação, coleta, análise e monitoramento dos dados de desempenho da sustentabilidade do produto. Foi constatado nos processos realizados e nos métodos comparados que a etapa de extração lipídica apresentou 1,99104Kg de CO2 eq. com destaque ao consumo de água que foi elemento chave impactante ligado ao consumo de energia elétrica, os quais apresentaram alta relevância nas categorias de impactos. A recuperação do solvente mitigou categorias de danos a saúde humana e escassez de minerais. A a C v de todas as etapas do processo dos métodos avaliados destacou a etapa de extração lipídica a de maior impacto no processo. Para a categoria aquecimento global os métodos pontuaram um percentual de 100% para a etapa da extração lipídica, 35,6% para a etapa da transesterificação in situ, 49,5% para a etapa de Cultivo e 8,86% para a etapa de caracterização da biomassa seca. Palavras-chave: Biocombustíveis, Bioenergia, Avaliação do Ciclo de vida.Abstract: The cultivation of microalgae for the sustainable production of biofuels has received special attention in recent years. Among the reasons for the use of microalgae for this purpose are high photosynthetic efficiency, carbon fixation capacity, the ability to accumulate lipids inside the cell, combined with a high growth rate capable of producing two to ten times more biomass compared to that produced by terrestrial crops. Microalgae production methods are based on culture under suitable growth conditions, in a photosynthetic environment followed by steps of biomass separation, drying and obtaining the product and by-products. The routes for the production of algal biodiesel can be varied and require an assessment of the environmental impacts that may be present throughout the process. In this context, the objective of this w ork was to carry out a comparative life cycle assessm ent (LCA) of microalgae production in a laboratory scale, considering all stages in the production of methyl esters (biodiesel) from a microalga mix, drying extraction and transesterification in situ, based on a gate-to-gate inventory. For this purpose, SimaPro 8.4.0 software was used to assist in the compilation, collection, analysis and monitoring of sustainability performance data of the product. It has been found in the proceedings, and in. Compared methods the lipid extraction step had 1.99104Kg of CO2 eq. with emphasis on w ater consumption that was a key element impacting the consumption of electric energy, which were highly relevant in the categories of impacts. Solvent recovery mitigated categories of human health damage and mineral shortages. The comparative LCA of all stages of the process highlighted the extraction phase and the one with the greatest impact on the process. For the global warming category, it showed a percentage of 100% lipid extraction, 35.6% in situ transesterification, 49.5% in the Cultivation stage and 8.86% in the dry biomass characterization. Keywords: Biofuels, Bioenergy, Life Cycle Assessment