Kinetics of lycopene degradation in sunflower and grape seed oils

The stability of lycopene in two vegetable oils, sunflower seed oil (SSO) and grape seed oil (GSO), was investigated by analyzing the carotenoid degradation kinetics in the temperature range of 10–40°C. A tomato oleoresin containing 6% (w/w) of lycopene was used to prepare lycopene-enriched oil samples. Analysis of kinetic data showed that lycopene degradation follows first-order kinetics, with an apparent activation energy of 70.7 kJ mol–1 in SSO and 69 kJ mol–1 in GSO. The estimated half-life of lycopene was found to depend on oil type and storage temperature. At 20°C, it varied between 59 and 122 days, while at 4°C it was comprised between 302 and 650 days. At all temperatures, lycopene was more stable in SSO than in GSO, which is likely due to the higher content of antioxidant compounds in SSO

Desenvolvimento preliminar de uma metodologia para o abastecimento de CO2 a culturas de Botryococcus braunii para a produção de biocombustíveis

Several studies about the cultivation of microalgae in laboratory and pilot scale have recorded the potential of these microorganisms for the production of raw material in the fabrication of biofuels. The provision of a carbon source for the mass cultivation of microalgae is one of the main constraints in the production process; these photosynthetically fixed inorganic carbon (CO2) and synthesized metabolites for biofuel production. In the present study the influence of various parameters of CO2 supply over Botryococcus braunii crops in laboratory scale photobioreactors was evaluated. Central composite experimental designs were proposed to correlate the parameters and determine their effect on the dilution of CO2 and production of metabolites (biomass, lipids and hydrocarbons). Regarding design parameters of the photobioreactor, heights > 36cm, diameter < 7cm and small bubble sizes help increase CO2 dilution up to 180%. It was found that high concentrations of CO2 (> 0.06v/vm) continuously supplied are ideal for cell growth. Moreover, medium concentrations of CO2 (0.04 – 0.06v/vm) are ideal for the production of lipids and low concentrations of CO2 (< 0.02v/vm) is ideal for the production of hydrocarbons. The potential of the Colombian B. braunii strain for biodiesel production was validated thanks to its high lipid synthesis.Diversos estudios sobre el cultivo de microalgas a escala laboratorio y piloto han registrado el potencial de estos microorganismos para la producción de materia prima en la elaboración de biocombustibles. El suministro de una fuente de carbono para el cultivo masivo de microalgas representa una de las principales limitantes en el proceso productivo; estas fijan fotosintéticamente carbono inorgánico (CO2) y sintetizan metabolitos para la producción de biocombustibles. En el presente estudio se evaluó la influencia de diversos parámetros de suministro de CO2 sobre cultivos de la especie Botryococcus braunii en fotobiorreactores a escala laboratorio. Se plantearon diseños experimentales centrales compuestos para correlacionar los parámetros a evaluar y determinar su efecto en la dilución de CO2 y producción de metabolitos (biomasa, lípidos e hidrocarburos). Respecto a los parámetros de diseño del fotobiorreactor, alturas > 36cm, diámetros < 7cm y pequeños tamaños de burbuja ayudan a incrementar la dilución del CO2 hasta en 180%. Se encontró que altas concentraciones de CO2 (> 0,06v/vm) suministrado de manera continua son ideales para el crecimiento celular. Por otra parte, concentraciones medias (0,04 – 0,06v/vm) de CO2 son ideales para la producción de lípidos y concentraciones bajas de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecen la producción de hidrocarburos. Se validó el potencial de la cepa de B. braunii colombiana para la producción de biodiésel gracias a sus altas tasas de síntesis de lípidos.Estudos sobre o cultivo de microalgas em escala laboratorial e piloto tem sido o potencial para o cultivo desses microorganismos para a produção de matéria-prima na produção de biocombustíveis. Fornecer uma fonte de carbono para o cultivo em massa de microalgas representa um dos principais constrangimentos no processo de produção; estas fotossinteticamente fixar carbono inorgânico (CO2 ) e sintetizam metabólitos para a produção de biocombustíveis. O presente estudo avaliou a influência de diferentes parâmetros de fornecimento de CO2 nas culturas da espécie Botryococcus braunii em fotobiorreatores à escala laboratorial. Composto Central projetos experimentais foram propostos para correlacionar os parâmetros para avaliar e determinar o seu efeito sobre a diluição de CO2 e produção de metabólitos (biomassa, lipídios e hidrocarbonetos). Em relação aos parâmetros de projeto da fotobiorreator, alturas > 36cm, diâmetro < 7cm e tamanhos pequenos da bolha ajudam a aumentar a diluição de CO2 até 180%. Verificou que altas concentrações de CO2 (> 0,06v/vm) fornecido continuamente são ideais para o crescimento de células. Por outro lado, média de concentrações (0,04 - 0,06v/vm) de CO2 são ideais para a produção de lipídios e baixas concentrações de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecem a produção de hidrocarbonetos. Validada a tensão potencial de B. braunii colombiano para a produção de biodiesel, devido a suas altas taxas de síntese de lipídios

Development of a methodology of transesterification of oil in the production line of Biodiesel from Microalgae

Existe actualmente a nivel mundial una fuerte tendencia hacia el desarrollo de un tipo de biocombustibles denominados de tercera generación, los cuales se obtienen mediante métodos de producción similares a los empleados en el desarrollo de biocombustibles de primera y segunda generación, pero aplicados a cultivos bioenergéticos específicamente diseñados o adaptados para mejorar la conversión de biomasa a biocombustible. Dentro de éstos, se destaca el cultivo de diferentes especies de microalgas, cuyo aceite puede ser utilizado como materia prima en la producción de biodiesel. Este artículo presenta una metodología de transesterificación de una mezcla de aceites vegetales cuya composición de ácidos grasos se aproxima a la del aceite de Chlorella Vulgaris, propuesta por los autores en el marco de proyectos apoyados por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, conjuntamente con la Corporación Instituto de Morrosquillo, el Instituto Colombiano del Petróleo ICP-ECOPETROL, la Universidad Industrial de Santander UIS y el Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo CYTED.Abstract. Exists now a strong worldwide trend towards the development of a type of so-called third generation biofuels, which are obtained by similar production methods to those used in the development of first and second generation biofuels, but applied to bioenergy crops specifically designed or adapted to enhance the conversion of biomass to biofuel. Among these, stands out the growing of different species of microalgae, whose oil can be used as feedstock in biodiesel production. This article presents a methodology for the transesterification of a mixture of vegetable oils whose fatty acid composition is close to the Chlorella Vulgaris oil, proposed by the authors in the framework of projects supported by the Ministry of Agriculture and Rural Development, in conjunction with the Institute of Morrosquillo Corporation, the Colombian Institute of Petroleum ICP-ECOPETROL, the Industrial University of Santander and the Iberoamerican Program of Science and Technology for Development CYTED

Desenvolvimento preliminar de uma metodologia para o abastecimento de CO2 a culturas de Botryococcus braunii para a produção de biocombustíveis

Several studies about the cultivation of microalgae in laboratory and pilot scale have recorded the potential of these microorganisms for the production of raw material in the fabrication of biofuels. The provision of a carbon source for the mass cultivation of microalgae is one of the main constraints in the production process; these photosynthetically fixed inorganic carbon (CO2) and synthesized metabolites for biofuel production. In the present study the influence of various parameters of CO2 supply over Botryococcus braunii crops in laboratory scale photobioreactors was evaluated. Central composite experimental designs were proposed to correlate the parameters and determine their effect on the dilution of CO2 and production of metabolites (biomass, lipids and hydrocarbons). Regarding design parameters of the photobioreactor, heights > 36cm, diameter < 7cm and small bubble sizes help increase CO2 dilution up to 180%. It was found that high concentrations of CO2 (> 0.06v/vm) continuously supplied are ideal for cell growth. Moreover, medium concentrations of CO2 (0.04 – 0.06v/vm) are ideal for the production of lipids and low concentrations of CO2 (< 0.02v/vm) is ideal for the production of hydrocarbons. The potential of the Colombian B. braunii strain for biodiesel production was validated thanks to its high lipid synthesis.Diversos estudios sobre el cultivo de microalgas a escala laboratorio y piloto han registrado el potencial de estos microorganismos para la producción de materia prima en la elaboración de biocombustibles. El suministro de una fuente de carbono para el cultivo masivo de microalgas representa una de las principales limitantes en el proceso productivo; estas fijan fotosintéticamente carbono inorgánico (CO2) y sintetizan metabolitos para la producción de biocombustibles. En el presente estudio se evaluó la influencia de diversos parámetros de suministro de CO2 sobre cultivos de la especie Botryococcus braunii en fotobiorreactores a escala laboratorio. Se plantearon diseños experimentales centrales compuestos para correlacionar los parámetros a evaluar y determinar su efecto en la dilución de CO2 y producción de metabolitos (biomasa, lípidos e hidrocarburos). Respecto a los parámetros de diseño del fotobiorreactor, alturas > 36cm, diámetros < 7cm y pequeños tamaños de burbuja ayudan a incrementar la dilución del CO2 hasta en 180%. Se encontró que altas concentraciones de CO2 (> 0,06v/vm) suministrado de manera continua son ideales para el crecimiento celular. Por otra parte, concentraciones medias (0,04 – 0,06v/vm) de CO2 son ideales para la producción de lípidos y concentraciones bajas de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecen la producción de hidrocarburos. Se validó el potencial de la cepa de B. braunii colombiana para la producción de biodiésel gracias a sus altas tasas de síntesis de lípidos.Estudos sobre o cultivo de microalgas em escala laboratorial e piloto tem sido o potencial para o cultivo desses microorganismos para a produção de matéria-prima na produção de biocombustíveis. Fornecer uma fonte de carbono para o cultivo em massa de microalgas representa um dos principais constrangimentos no processo de produção; estas fotossinteticamente fixar carbono inorgânico (CO2 ) e sintetizam metabólitos para a produção de biocombustíveis. O presente estudo avaliou a influência de diferentes parâmetros de fornecimento de CO2 nas culturas da espécie Botryococcus braunii em fotobiorreatores à escala laboratorial. Composto Central projetos experimentais foram propostos para correlacionar os parâmetros para avaliar e determinar o seu efeito sobre a diluição de CO2 e produção de metabólitos (biomassa, lipídios e hidrocarbonetos). Em relação aos parâmetros de projeto da fotobiorreator, alturas > 36cm, diâmetro < 7cm e tamanhos pequenos da bolha ajudam a aumentar a diluição de CO2 até 180%. Verificou que altas concentrações de CO2 (> 0,06v/vm) fornecido continuamente são ideais para o crescimento de células. Por outro lado, média de concentrações (0,04 - 0,06v/vm) de CO2 são ideais para a produção de lipídios e baixas concentrações de CO2 (≤ 0,02v/vm) favorecem a produção de hidrocarbonetos. Validada a tensão potencial de B. braunii colombiano para a produção de biodiesel, devido a suas altas taxas de síntese de lipídios

Morphologycal response and multiparameter comparison of microalgae oil extraction alternatives for obtaining biodiesel and co-products

La biomasa de microalgas se perfila como un cultivo energético de gran interés a nivel mundial por su potencial para la obtención de biocombustibles y otros productos de valor agregado y para el desarrollo de procesos de biorefinería debido a su variada composición y sus altas productividades por unidad de área. Varias alternativas de extracción y transformación de metabolitos de microalgas están siendo estudiadas para el desarrollo de nuevas tecnologías de aprovechamiento de esta materia prima. Entre estas, la extracción del aceite de microalgas es particularmente importante ya que es una etapa clave en cadenas de producción de biodiesel a partir de microalgas y su eficiencia contribuye en gran medida con la eficiencia global del proceso. En este estudio se realiza una comparación en términos de eficiencia, costos de extracción, requerimientos energéticos y toxicidad de cinco métodos de extracción de aceite de microalgas a escala laboratorio utilizando cinco cepas de microalgas de bioprospección nacional. Los métodos evaluados fueron Extracción con solvente asistida por homogenización a alta velocidad (SHE), Extracción con solvente de reflujo continuo (SCE), Extracción con hexano (HBE) y ciclohexano (CBE), y Extracción de aceite utilizando la mezcla etanol-hexano (EHE), mientras que las cepas de microalgas utilizadas fueron Closterium sp., Amphiprora sp., Navicula sp., Nannochloropsis sp. y Guinardia sp., asimismo, se estudió la respuesta morfológica de las cepas mencionadas a los distintos métodos de extracción por medio de microscopía óptica. Los resultados muestran que aunque no hay un método que tenga el mejor desempeño desde todos los puntos de vista evaluados, en términos de eficiencia los métodos SCE, SHE y HBE son los más promisorios, mientras que el método HBE se muestra como el más conveniente para utilizar a escala laboratorio de manera global y como una tecnología emergente para la extracción de aceite de microalgas a gran escala.Abstract: Microalgae biomass emerges as an energy crop of great interest worldwide owing to its potential for obtaining biofuels and high value products and for the development of biorefinery processes owing to their varied composition and high biomass productivities per area unit. Several alternatives of microalgal metabolites extraction and transformation are being studied for the development of novel technologies for biomass using. Microalgae oil extraction is particularly important because is a key stage in microalgal biodiesel production chains and their efficiency contributes significantly to global process efficiency. In this study, a comparison of five oil extraction methods in lab-scale, taking into account extraction efficiency, energy consumption, costs of extraction and toxicity was made using five national bioprospecting microalgae strains. Methods evaluated were Solvent extraction with high speed homogenization (SHE), Continuous efflux solvent extraction (SCE), Hexane based extraction (HBE), Cyclohexane based extraction (CBE) and Ethanol-hexane extraction (EHE), microalgae strains used were Closterium sp., Amphiprora sp., Navicula sp., Nannochloropsis sp., and Guinardia sp., morphologycal response of strains to oil extraction methods was also evaluated using optic microscopy. Results shows that although there is not an unique oil extraction method with the best performance in all evaluated criteria, SCE, SHE and HBE methods presents high oil yields, while HBE method is the more convenient in global terms for use in lab scale and appears as an emerging technology for microalgae oil extraction in large scal

Two-Dimensional Cfd Simulation Approach of Combustion in a Furnace Using Refinery-Off Gases With Different Composition

This work analyses the effect of the variability of the chemical composition and calorific power of refinery gases in the combustion process of furnaces using Computational Fluid Dynamics (CFD), which is a technique that has been proven useful to obtain detailed information about the operation of furnaces

Simultaneous sulfidation/oxidation of a ferritic steel under a simulated mixture of flue gas from an oil refinery

Ferritic steels are exposed to simultaneous oxidizing/sulfiding environments during their service in industrial furnaces, which intensify their degradation and reduce their expected lifetime. This research supplies different corrosion details from those highly reported for the studied alloy under single oxidation or sulfidation atmospheres, as well as from those works developed on oxyfuel gas mixtures. The experimental data obtained by us were compared with an oxidation paper previously published by the same authors but without the additional effect of sulfur oxides. The simulated conditions used included temperatures from 450 to 750 °C, exposure times up to 200 h, and a flue gas molar composition without the carbon dioxide influence. As a result, the oxidation mechanism was markedly affected by bulk and surface sulfur compounds, due to their strong adsorption, pathways blocking, and induced layer spallation. This study aimed to identify sulfur compounds onto the oxide layers by means of X-ray photoelectron spectroscopy, which were later validated through a ferritic-steel sample extracted from a refinery furnace. Finally, the present work contributes to the field of physics-physical chemistry-by providing the thermodynamic equilibrium of sulfur oxides at tested conditions and the kinetic behavior of the scale

Microalgae based biorefinery: evaluation of oil extraction methods in terms of efficiency, costs, toxicity and energy in lab-scale

AbstractSeveral alternatives of microalgal metabolites extraction and transformation are being studied for achieving the total utilization of this energy crop of great interest worldwide. Microalgae oil extraction is a key stage in microalgal biodiesel production chains and their effciency affects signifcantly the global process  effciency.  In  this  study,  a  comparison  of  fve  oil  extraction methods  in  lab-scale was made taking as additional parameters, besides extraction effciency,  the costs of method performing, energy requirements, and toxicity of solvents used, in order to elucidate the convenience of their incorporation to a microalgae-based topology of biorefnery. Methods analyzed were Solvent extraction assisted with high speed homogenization (SHE), Continuous refux solvent extraction (CSE), Hexane based extraction (HBE), Cyclohexane based extraction (CBE) and Ethanol-hexane extraction (EHE), for this evaluation were used the microalgae strains Nannochloropsis sp.,  Guinardia sp.,  Closterium sp.,  Amphiprora  sp. and Navicula  sp., obtained from a Colombian microalgae bioprospecting. In addition, morphological response of strains to oil extraction methods was also evaluated by optic microscopy. Results shows that although there is not a unique oil extraction method which excels in all parameters evaluated, CSE, SHE and HBE appears as promising alternatives, while HBE method is shown as the more convenient for using in lab-scale and potentially scalable for implementation in a microalgae based biorefnery.Keywords: biorefnery, microalgae, oil extraction, sustainability.   Biorefinería basada en microalgas: evaluación de métodos de extracción de aceite en términos de eficiencia, costos, toxicidad y energía a escala laboratorioResumenDistintas alternativas de extracción y transformación de metabolitos de biomasa de microalgas están siendo estudiadas para lograr el aprovechamiento total de este cultivo energético. La extracción del aceite de microalgas es una etapa clave en cadenas de producción de biodiesel a partir de ellas y su  efciencia  afecta  signifcativamente  la  efciencia  global  del  proceso. En  este  estudio  se  realiza  la comparación de cinco métodos de extracción de aceite de microalgas a escala laboratorio, tomando como  criterios  adicionales  a  la  efciencia  de  extracción,  los  costos  de  ejecución  de  cada  método, requerimientos energéticos y toxicidad de los solventes utilizados, con el fn de defnir la conveniencia de su incorporación en una topología de biorefnería a partir de microalgas. Los métodos analizados fueron extracción con solvente asistida con homogenización (SHE), extracción con refujo continuo de solvente (CSE), extracción con hexano (HBE) y ciclohexano (CBE), y extracción de aceite utilizando la mezcla etanol-hexano (EHE). Se emplearon las microalgas de bioprospección nacionalNannochloropsis sp., Guinardia sp., Closterium sp., Amphiprora sp. y Navicula sp. Adicionalmente, se estudió la respuesta morfológica de las cepas mencionadas a los distintos métodos de extracción por medio de microscopía óptica. Los resultados muestran que aunque no hay un método que sobresalga en todos los parámetros evaluados, los métodos CSE, SHE y HBE se perflan como promisorios, mientras que el método HBE se muestra como el más conveniente para utilizar a escala laboratorio en términos generales y potencialmente escalable para su implementación en una biorefnería basada en microalgas.Palabras clave: biorefnería, microalgas, extracción de aceite, sostenibilidad

Solución numérica del problema de control de contaminación del aire

Se considera el problema de contaminación del aire en una región con n plantas químicas, cuyas proporciones de la emisión tienen que ser controladas de tal manera que el nivel anual de la concentración de contaminación en cada punto de la región satisface la norma establecida para la contaminación del aire. Es un problema de optimización semi-infinita y para resolverlo proponemos el algoritmo estocástico de aproximaciones externas para ser aplicado en una región industrial.Palabres claves: optimización semi-infinita, problema de contaminación de aire, algoritmos estocásticos

Numerical solution of the air pollution control problem

Se considera el problema de contaminación del aire en una región con n plantas químicas, cuyas proporciones de la emisión tienen que ser controladas de tal manera que el nivel anual de la concentración de contaminación en cada punto de la región satisface la norma establecida para la contaminación del aire. Es un problema de optimización semi-infinita y para resolverlo proponemos el algoritmo estocástico de aproximaciones externas para ser aplicado en una región industrial .This work presents a stochastic outer approximation algorithm to solve air pollution control problem while minimizing the control costs which thereby occur. These air quality standards give rise to an infinite number of constraints and this is a semi-infinite programming problem