Development and optimization of a down-stream process for starch extraction from Tetraselmis suecica and Ulva rigida

Abstract

O desenvolvimento de novos processos e produtos levaram nos últimos anos a um crescente interesse por fontes renováveis e sustentáveis. Desta forma destacam-se diferentes tipos de biomassas entre as quais as micro e macroalgas com diversas aplicações, como a produção de biomateriais e alimentos. Neste trabalho são apresentados dois focos de extração de amido à escala laboratorial e piloto, de macro e microalgas induzidas para a produção desta macromolécula. Durante o processo, dos principais desafios destaca-se a rutura de tecidos e células da macroalga Ulva rígida e o processo de separação do amido de outros compostos da microalga Tetraselmis suecica. Foram adotados métodos descritos na literatura para a rutura celular, nomeadamente, um moinho de esferas para a microalga e trituração através de um triturador para a macroalga. Para a extração foram usados maioritariamente fenómenos físicos. Adicionalmente, a biomassa resultante foi caracterizada bioquimicamente e determinou-se a influência da indução de amido nas restantes macromoléculas. Juntamente com a quantificação de amido, foi possível obter os balanços de massa e planear a otimização do processo de biorrefinaria. No fim do trabalho, obteve-se uma extração de amido de Tetraselmis, com um rendimento de 26%, mas pureza de 53% e uma de Ulva rígida de cerca de 79% de rendimento e 27% de pureza.

Developing new processes and products has led to a growing interest in renewable and sustainable sources in recent years. Different biomasses stand out, including micro and macroalgae with various applications, such as producing biomaterials and foods. In this work, two strategies of starch extraction are presented in a laboratory and pilot scale from macro and microalgae induced to produce this macromolecule. The primary chal-lenges encountered during the process were the disruption of Ulva rígida tissue and cells and the starch separation from other components of Tetraselmis suecica. In the rupture, methods described in the literature were adopted. Like the bead mill for microalgae and grinding through a crusher for macroalgae. As for extraction, the methods used were mainly physical phenomena. Additionally, the resultant biomass was biochemistry characterized allowing to obtain the influence of starch induction on the other macromolecules. Adding these results to the starch quantification gave me a better understanding of mass balances and how to optimize the biorefinery processes. This work ended with a yield from starch recovery from Tetraselmis of 26%, but a product with a purity of 50%, and a yield from Ulva around 79% and a purity of 20%.