A method for the preparation of lubricating oil from microalgae biomass

Dziosa, K.; Makowska, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

A method for the preparation of lubricating oil from microalgae biomass

Autorzy

Dziosa K. , Makowska M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Metoda wytwarzania oleju smarowego z biomasy mikroalg

Języki publikacji

Abstrakty

The paper presents a method for the preparation of lubricating oil from the biomass of single-cell green algae Chlorella sp. The microalgae were grown in a synthetic nutrient medium under laboratory conditions. The biomass, which was obtained from the culture, was subjected to the process of dehydration, freeze-drying, and solvent extraction, in order to separate lipids that may be a feedstock for eco-friendly lubricants. The chemical structure of obtained bioproducts (biomass and algal oil) was investigated by means of Fourier Transform Infrared Spectrophotometry. Moreover, rheological characteristics (kinematic viscosity at 40 and 100°C, dynamic viscosity at 0–100°C) of the algal oil were determined. The results of the laboratory tests show that the oil has the chemical structure and viscosity-temperature properties similar to the rapeseed oil. This creates a potential opportunity to replace used vegetable lubricants or additives by algal oil in many technical areas.

W artykule przedstawiono metodę otrzymywania oleju smarowego z biomasy mikroalg Chlorella sp. Przeprowadzono laboratoryjną hodowlę mikroalg na bazie pożywki syntetycznej. Uzyskana z hodowli biomasa została poddana procesowi odwodnienia, liofilizacji oraz ekstrakcji rozpuszczalnikowej w celu pozyskania lipidów, które mogą być substratem przy komponowaniu ekologicznych środków smarowych. Uzyskane bioprodukty (biomasa i olej z alg) zostały poddane badaniom spektrofotometrycznym w podczerwieni z transformacją Fouriera oraz badaniom reologicznym. Wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych wskazują, iż otrzymany olej z alg ma strukturę chemiczną i właściwości lepkościowo-temperaturowe (lepkość kinematyczna w temperaturze 40 i 100°C, lepkość dynamiczna w temperaturze 0–100°C) zbliżone do oleju rzepakowego. Stwarza to potencjalną możliwość zastąpienia stosowanych dotychczas roślinnych olejów smarowych lub dodatków uszlachetniających przez olej z alg w wielu obszarach technicznych.

Słowa kluczowe

lubricating oil algal oil microalgae biomass viscosity-temperature characteristics FTIR spectrophotometry

olej smarowy olej z alg biomasa mikroalg charakterystyka lepkościowo-temperaturowa spektrofotometria FTIR

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Tribologia

Rocznik

2016

Tom

nr 6

Strony

33--44

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Dziosa K.

Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

autor

Makowska M.

Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

1. Lam M.K., Lee K.T.: Immobilization as a feasible method to simplify the separation of microalgae from water for biodiesel production. Chem. Eng. J., 2012, 191, 263-268.
2. Young G. et al.: Lipid extraction from biomass using co-solvent mixtures of ionic liquids and polar covalent molecules. Sep. Purif. Technol., 2015, 72, 118-121.
3. Dahiya A. (ed.): Bioenergy. Biomass to biofuels. Elsevier, 2015.
4. Dernirbas A., Demirbas M.: Importance of algae oil as a source of biodiesel. Energ. Convers. Manage„ 2011, 52, 163-170.
5. Chaiwong K. et al.: Study of bio-oil and bio-char production from algae by slow pyrolysis. Biomass and Bioenergy, 2013, 56, 600-606.
6. Browstein A.M.: Renewable motor fuels. The past, the present and the uncertain future. Elsevier, 2015.
7. Piasecka A., Krzemińska I., Tys J.: Psyhical methods of microalgal biomass pretreatment. Int. Agrophys„ 2014, 28, 341-348.
8. Kim D.Y. et al.: Cell-wali disruption and lipid/astaxanthin extraction from microalgae: Chlorella and Haematococcus. Bioresource Technol., 2016, 199, 300-310.
9. Chen W. et al.: A high throughput Nile red method for quantitative measurement of neutral lipids in microalgae. J. Microbiol. Methods, 2009, 77, 41-47.
10. Koberg M. et al.: Bio-diesel production directly from the microalgae biomass of Nannochloropsis by microwave and ultrasound radiation. Bioreosurce Technol., 2011, 102, 4265-4269.
11. Chisti Y.: Biodiesel from microalgae. Biotechnol. Adv., 2007, 25, 294-306.
12. Domagała T.: Guide to the cell disruption methods [www.biotecbnologia.pl], 2013 (in Polish).
13. Bailey J.E., Ollis D.F.: Biochemical Engineering Fundamentals. Me Graw-Hill, 1987.
14. Safi C. et al.: Effect of different cell disruption methods. Algal Res., 2014, 3, 61-65.
15. Pandey A., Lee D.J., Chisti Y., Soccol C.R (eds.): Biofuels from algae. Elsevier, 2014.
16. Dziosa K., Makowska M., Grądkowski M.: Tribological properties of WC/C-coated elements lubricated during friction with algae oil. Tribologia, 2014, 6, 23-31 (in Polish).
17. Dziosa K.: Lubricating properties of algae oil in steel-steel tribosystem. Tribologia, 2013, 5, 21-32 (in Polish).
18. Belotti G. et al.: Effect of Chlorella vulgaris growing conditions on bio-oil production via fast pyrolisys. Biomass and Bioenergy, 2014, 61, 187-195.
19. Makowska M., Dziosa K.: Production of microalgae biomass under laboratory conditions. Przemysł Chemiczny, 2015, 94/6, 982-985 (in Polish).
20. Iverson S.J., Lang S.L., Cooper M.H.: Comparision of the Bligh and Dyer and Folch methods for total lipid determination in a broad range of marine tissue. Lipids, 2011, 36(11), 1283-1287.
21. Zieliński W., Rajca A. (eds.): Spectroscopic methods and their use for the identification of organie compounds. WNT, Warsaw, 1995 (in Polish).
22. Pohndorf R.S. et al.: Production of lipids from microalgae Spirulina sp.: Influence of drying, cell disruption and extraction methods. Biomass and Bioenergy, 2016, 93, 25-32.
23. Dean A.P. et al.: Using FTIR spectroscopy for rapid determination of lipid accumulation in response to nitrogen limitation in freshwater microalgae. Bioresource Technol., 2010, 101, 4499-4507.
24. Driver T.: Metabolic responses of eukaryotic microalgae to environmental stress limit the ability of FT-IR spectroscopy for species identification. Algal Research, 2015, 11, 148-155.
25. Song X. et al.: Method for measuring microalgae biomass components through Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). CN103852440 (A), 2014.
26. Santilillan-Jimenez E. et al.: Extraction, characterization, purification and catalytic upgrading of algae lipids to fuel-like hydrocarbons. Fuel, 2016, 180, 668-678.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-0bbf799f-be08-446d-b9f9-3f5d6bd47008