El alto contenido de compuestos orgánicos nitrogenados (NOC) en el biocrudo obtenido de la licuefacción hidrotermal de microalgas es uno de los problemas más preocupantes en las aplicaciones y el medio ambiente. El biocrudo obtenido por licuefacción hidrotermal (HTL) necesita una mayor optimización del refinado, y la alta concentración de compuestos nitrogenados heterocíclicos como la quinolina, la piridina, etc., envenenarán el catalizador utilizado en el proceso de refinado, por lo que la desactivación del catalizador grandes dificultades en la refinación del biocrudo. Además, los NOC y los sulfuros tienen una relación competitiva en el proceso de desulfuración del biocrudo, lo que inhibe el efecto de desulfuración. Aunque se han realizado muchos estudios sobre cómo abordar los problemas relacionados con el nitrógeno y analizar los mecanismos de reacción para algunas reacciones clave, todavía no existe una investigación completa y sistemática sobre la vía general del nitrógeno durante el proceso HTL.

Yuanyuan Shao, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Química y Tecnología de la Universidad de Tianjin, y sus colegas propusieron investigar la distribución de nitrógeno en diferentes productos y analizar los efectos de las condiciones de reacción en la distribución de nitrógeno para explorar su vía de reacción. Su estudio fue publicado en línea en Frontiers of Chemical Science and Engineering el 7 de marzo de 2022.

"En este proyecto, utilizamos Chlorella sp. y Spirulina sp. como materia prima. Se investigaron exhaustivamente los efectos de la temperatura de reacción, el tiempo de residencia y la tasa de carga sólida en el rendimiento, la recuperación de nitrógeno y las composiciones químicas del biocrudo", dijo el profesor Shao. "También analizamos la distribución de nitrógeno en la fase acuosa, y un breve mapa de reacción durante todo el proceso fue lo más destacado de esta investigación".

"Descubrimos que había tres formas principales de NOC, incluidos los compuestos heterocíclicos de nitrógeno, las amidas y las aminas. Y había una cierta relación de transformación entre ellos; la proporción de distribución en diferentes productos depende principalmente de las condiciones de reacción", dijo Tianyi. Bao, el primer autor del artículo, un Ph.D. estudiante de la Escuela de Ingeniería Química y Tecnología de la Universidad de Tianjin. "Aunque las composiciones químicas de las dos microalgas que pertenecían a microalgas ricas en proteínas y bajas en lípidos eran similares, el contenido y la distribución de nitrógeno en el biocrudo y la fase acuosa eran bastante diferentes".

En realidad, el representante de los aminoácidos en Chlorella sp. y espirulina sp. proteínas son la leucina y la arginina, respectivamente. En términos de estructura química, la leucina es un aminoácido neutro, mientras que la arginina es un aminoácido básico. "Inferimos que más nitrógeno en los aminoácidos básicos tendía a pasar a la fase acuosa y existía en forma de NOC solubles en agua", dijo Tianyi Bao. Este resultado demuestra que la selección de microalgas, especialmente el análisis de la estructura proteica interna, es también uno de los focos de futuras investigaciones. + Explora más

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