L'alto contenuto di composti organici azotati (NOC) nel biocrude ottenuto dalla liquefazione idrotermale delle microalghe è una delle questioni più preoccupanti per le applicazioni e l'ambiente. Il biocrude ottenuto dalla liquefazione idrotermale (HTL) necessita di un'ulteriore ottimizzazione della raffinazione e l'elevata concentrazione di composti eterociclici azotati come chinolina, piridina, ecc., avvelenerà il catalizzatore utilizzato nel processo di raffinazione, in modo che la disattivazione del catalizzatore causare grandi difficoltà nella raffinazione del biocrude. Inoltre, NOC e solfuri hanno una relazione competitiva nel processo di desolforazione del biocrude, che inibisce l'effetto di desolforazione. Sebbene siano stati condotti molti studi sull'affrontare i problemi relativi all'azoto e sull'analisi dei meccanismi di reazione per alcune reazioni chiave, non esiste ancora un'indagine completa e sistematica sul percorso generale dell'azoto durante il processo HTL.

Yuanyuan Shao, professore associato della School of Chemical Engineering and Technology dell'Università di Tianjin, e colleghi hanno proposto di studiare la distribuzione dell'azoto in diversi prodotti e analizzare gli effetti delle condizioni di reazione sulla distribuzione dell'azoto per esplorare il suo percorso di reazione. Il loro studio è stato pubblicato online in Frontiers of Chemical Science and Engineering il 7 marzo 2022.

"In questo progetto, abbiamo utilizzato Chlorella sp. e Spirulina sp. come materia prima. Gli effetti della temperatura di reazione, del tempo di residenza e della velocità di caricamento dei solidi sulla resa, sul recupero di azoto e sulle composizioni chimiche del biocrude sono stati studiati in modo completo", ha affermato il prof. Shao. "Abbiamo anche analizzato la distribuzione dell'azoto nella fase acquosa e una breve mappa di reazione durante l'intero processo è stato il punto culminante di questa ricerca."

"Abbiamo scoperto che c'erano tre forme principali di NOC, inclusi composti azotati-eterociclici, ammidi e ammine. E c'era una certa relazione di trasformazione tra loro; la proporzione di distribuzione in diversi prodotti dipende principalmente dalle condizioni di reazione", ha affermato Tianyi Bao, il primo autore dell'articolo, un dottorato di ricerca. studente della Scuola di Ingegneria Chimica e Tecnologia dell'Università di Tianjin. "Anche se le composizioni chimiche delle due microalghe, che appartenevano entrambe a microalghe ad alto contenuto proteico e basso contenuto di lipidi, erano simili, il contenuto e la distribuzione dell'azoto nella fase biocruda e acquosa erano piuttosto diversi."

In realtà, il rappresentante degli aminoacidi in Chlorella sp. e Spirulina sp. le proteine ​​sono rispettivamente leucina e arginina. In termini di struttura chimica, la leucina è un amminoacido neutro mentre l'arginina è un amminoacido basico. "Abbiamo dedotto che più azoto negli amminoacidi basici era incline a entrare nella fase acquosa ed esisteva sotto forma di NOC solubili in acqua", ha affermato Tianyi Bao. Questo risultato dimostra che la selezione delle microalghe, in particolare l'analisi della struttura proteica interna, è anche uno dei focus della ricerca futura. + Esplora ulteriormente

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