O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de ésteres com propriedades lubrificantes a partir de matérias-primas renováveis, como a biomassa microbiana, e um subproduto da indústria sucroalcooleira (óleo fúsel), avaliando a eficiência de catalisadores heterogêneos (bioquímicos e químicos) por meio de duas rotas catalíticas: 1) transesterificação do óleo microalgal empregando a lipase de Burkholderia cepacia (LBC) imobilizada em Nb₂O₅ e 2) transesterificação direta da biomassa microbiana catalisada por H₃PMo₁₂O₄₀ impregnado em Nb₂O₅. O trabalho foi desenvolvido em cinco etapas. Inicialmente, a microalga Dunaliella salina foi cultivada em fotobiorreator de coluna de bolhas com capacidade de 10 L visando obtenção de material lipídico suficiente para as reações. Foram realizados 15 cultivos, obtendo-se um volume total de 150 L, correspondente a 172,5 g de biomassa e 32,76 g de material lipídico. Em seguida foram preparados os catalisadores propostos por protocolos já estabelecidos, sendo obtido para o catalisador químico acidez superficial de 5,644 mmol H⁺ g ^-1 e para o catalisador bioquímico elevada atividade hidrolítica (1400 ± 103 U g^-1 ). Na terceira etapa, as reações de transesterificação por catálise bioquímica, empregando o óleo microalgal e diferentes aceptores do grupo acila (alcoóis etílico, butílico e isoamílico) óleo fúsel simulado e óleo fúsel foram conduzidas em reatores de vidro com capacidade de 50 mL, contendo 10 gramas de meio reacional à 45 °C e agitação magnética (150 rpm), durante um período máximo de 120 h, empregando iso-octano como solvente. Como reação controle foram efetuados testes com óleo de macaúba nas mesmas condições reacionais. A transesterificação direta da biomassa microalgal, empregando como catalisador H₃PMo₁₂O₄₀ impregnado em Nb₂O₅ foi a quarta etapa do trabalho, em que as reações foram conduzidas em reator pressurizado (Parr Série 5500), a 250 °C, agitação de 300 rpm e razão molar 1:180 material lipídico/aceptor do grupo acila. Finalmente, os produtos obtidos foram purificados e quantificados por cromatografia gasosa, RMN 1^H, viscosimetria e teor de glicerídeos. Os resultados obtidos demonstraram o potencial da microalga Dunaliella salina na produção de biolubrificantes, visto que ambos os catalisadores (químico e bioquímico) atuaram de forma eficiente convertendo os ácidos graxos presentes no óleo microalgal nos ésteres alquílicos correspondentes. Apesar do desempenho similar dos catalisadores testados, a via química foi superior em relação à via bioquímica, fornecendo conversões mais elevadas (<= 92 %) em menor tempo reacional. Com relação à qualidade dos produtos obtidos nas reações que forneceram elevadas conversões (>= 95 %) foram constatados baixos teores de monoacilgliceróis (<=4 %) e diacilgliceróis (<=1,73 %). As viscosidades cinemáticas a 40 °C confirmaram o elevado grau de transesterificação do óleo de microalga modificando a viscosidade inicial do óleo de 60,1 mm² s ^-1 para valores na faixa entre 4,6 a 11,3 mm² s ^-1 . Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios demonstrando que os catalisadores heterogêneos testados possuem potencial para a produção de ésteres com potencial uso como lubrificantes a partir da biomassa microalgal de D. salina e óleo fúsel.

This study aimed to synthesize lubricant esters from two renewable raw materials, microalgal biomass and a by-product of the sugar-ethanol industry (fusel oil), via two routes: i) transesterification of microalgal oil with fusel oil using lipase from Burkholderia cepacia immobilized on Nb₂O₅ and ii) direct transesterification of microalgal biomass with fusel oil catalyzed by H₃PMo₁₂O₄₀ impregnated in Nb₂O₅. The study was carried out in five stages. First, Dunaliella salina microalgae were grown in a 10 L bubble column photobioreactor. Fifteen batches were cultivated (150 L), yielding 172.5 g of biomass and 32.76 g of microbial oil. In the second stage, the catalysts were prepared according to established protocols. The chemical catalyst had a surface acidity of 5.644 mmol H+ g ^-1 , and the biochemical catalyst had a hydrolytic activity of 1400 ± 103 U g ^-1 . In the third stage, enzymatic transesterification reactions were catalyzed by immobilized B. cepacia using microbial oil and fusel oil components (ethyl, butyl, or isoamyl alcohols) and simulated fusel oil as acyl acceptors. Reactions were carried out in a 50 mL glass reactor containing 10 g of reaction medium at 45 °C under constant magnetic stirring (150 rpm) for a maximum of 120 h using isooctane as solvent. Macauba oil was used as a control under the same reaction conditions. The fourth stage consisted of direct transesterification of microalgal biomass at a ratio of 1:180 lipid material/acyl acceptor catalyzed by H₃PMo₁₂O₄₀ impregnated in Nb₂O₅ in a pressurized reactor (Parr 5500 series) at 250 °C under constant agitation (300 rpm). Finally, products were purified and quantified by gas chromatography, 1^H NMR spectroscopy, viscosimetry, and glyceride analysis. The results demonstrated the potential of D. salina as feedstock lipid for the production of biolubricants. Both chemical and biochemical catalysts efficiently converted microalgal oil fatty acids into their corresponding alkyl esters. Although the catalysts showed similar performance, the chemical pathway provided higher conversions (<=92 %) at shorter reaction times. The products obtained from high-conversion reactions (>=95 %) had low monoacylglycerol (<=4 %) and diacylglycerol (<=1.73 %) contents. Kinematic viscosities at 40 °C confirmed the high degree of transesterification of microalgae oil: viscosity decreased from 60.1 to 4.6-11.3 mm² s ^-1 after modification. The heterogeneous catalysts have potential to be used for the production of lubricant esters from D. Salina biomass and fusel oil.