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Authors
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Abstract(s)
Biodiesel is a biofuel produced from renewable biomass through the reaction of transesterification of triglycerides through an alcohol in the presence of a catalyst. Interest in this fuel is related to the search for alternatives to petroleum-based energy sources. This is associated with several environmental benefits, such as a reduction in the emission of pollutants. However, due to the high cost associated with its usual raw material, such as edible vegetable oils, biodiesel is currently not economically viable. Therefore, it is necessary to reduce the final price of this fuel. One of the ways to reduce costs will be the use of cheaper raw materials in the production process, such as used oils or non-edible ones. One of the main features of these cheaper raw materials is their low quality com-pared to edible oils. This low quality is associated with a high content of free fatty acids (FFA) and/or water. The FFAs present in the raw material must be converted into bio-diesel, also known as fatty acid metal esters (Fatty Acid Methyl Esters: FAME) by a transesterification reaction.
In the present study, the use of the choline hydroxide catalyst in the production of biodiesel through the transesterification reaction, in a waste cooking oil (WCO) with acid-ity manipulation, is evaluated. The influence of the main operation parameters: tempera-ture, molar ratio WCO/methanol, catalyst dosage and oleic acid (OA) incorporation for control of acidity, was studied using a response surface methodology based in a Box-Behnken Design (BBD), evaluating two main responses: FAME content and the yield of the reaction.
The most relevant factors were the molar ratio between waste cooking oil and methanol, catalyst dosage and incorporation of oleic acid. For main responses: FAME content and yield. It was possible to define the ideal conditions that lead to the greatest possible FAME content and the highest possible yield. The optimal condition to obtain 85.4% FAME content and 73.7% of yield was estimated at 63ºC, molar ratio of 1:13, 1.5wt% of catalyst and 0.5wt% of OA incorporation.
O biodiesel é um biocombustível produzido a partir de biomassa renovável por meio da reação de transesterificação de triglicerídeos na presença de um álcool e de um catalisador. O interesse por esse combustível está relacionado à busca de alternativas às fontes de energia derivadas do petróleo. Isso está associado a diversos benefícios ambi-entais, como a redução na emissão de poluentes. Porém, devido ao alto custo associado à sua matéria-prima usual, como os óleos vegetais comestíveis, o biodiesel atualmente não é viável economicamente. Portanto, é necessário reduzir o preço final desse combustível. Uma das formas de reduzir custos será a utilização de matérias-primas mais baratas no processo produtivo, como óleos usados ou não comestíveis. Uma das principais caracte-rísticas dessas matérias-primas mais baratas é a baixa qualidade em relação aos óleos comestíveis. Essa baixa qualidade está associada a um alto teor de ácidos graxos livres (FFA) e / ou água. Os FFAs presentes na matéria-prima devem ser convertidos em biodi-esel, também conhecidos como ésteres metálicos de ácidos graxos (Ésteres Metílicos de Ácidos Gordos: FAME) por meio de uma reação de transesterificação. No presente estudo, é avaliada a utilização do catalisador hidróxido de colina na produção de biodiesel por meio da reação de transesterificação num óleo alimentar resi-dual (WCO) com manipulação de acidez. A influência dos parâmetros de operação prin-cipais: temperatura, razão molar WCO/metanol, dosagem de catalisador e incorporação de ácido oleico (OA) para alteração de acidez, foi estudada usando uma metodologia de superfície de resposta baseada num Box-Behnken Design (BBD), avaliando duas respos-tas principais: o teor de FAME e o rendimento da reação. Os fatores mais relevantes foram a relação molar entre óleo de cozinha residual e metanol, a dosagem do catalisador e a incorporação de ácido oleico. Para as principais respostas: Conteúdo FAME e o rendimento. Foi possível definir as condições ideais que levaram ao maior conteúdo de FAME possível e ao maior rendimento possível. A condi-ções ótimas para a obtenção de 88,2% de teor de FAME e 64,8% do rendimento foi esti-mada à 58 ° C, razão molar de 1:15, 2wt% de catalisador e 0,5wt% de incorporação do OA.
O biodiesel é um biocombustível produzido a partir de biomassa renovável por meio da reação de transesterificação de triglicerídeos na presença de um álcool e de um catalisador. O interesse por esse combustível está relacionado à busca de alternativas às fontes de energia derivadas do petróleo. Isso está associado a diversos benefícios ambi-entais, como a redução na emissão de poluentes. Porém, devido ao alto custo associado à sua matéria-prima usual, como os óleos vegetais comestíveis, o biodiesel atualmente não é viável economicamente. Portanto, é necessário reduzir o preço final desse combustível. Uma das formas de reduzir custos será a utilização de matérias-primas mais baratas no processo produtivo, como óleos usados ou não comestíveis. Uma das principais caracte-rísticas dessas matérias-primas mais baratas é a baixa qualidade em relação aos óleos comestíveis. Essa baixa qualidade está associada a um alto teor de ácidos graxos livres (FFA) e / ou água. Os FFAs presentes na matéria-prima devem ser convertidos em biodi-esel, também conhecidos como ésteres metálicos de ácidos graxos (Ésteres Metílicos de Ácidos Gordos: FAME) por meio de uma reação de transesterificação. No presente estudo, é avaliada a utilização do catalisador hidróxido de colina na produção de biodiesel por meio da reação de transesterificação num óleo alimentar resi-dual (WCO) com manipulação de acidez. A influência dos parâmetros de operação prin-cipais: temperatura, razão molar WCO/metanol, dosagem de catalisador e incorporação de ácido oleico (OA) para alteração de acidez, foi estudada usando uma metodologia de superfície de resposta baseada num Box-Behnken Design (BBD), avaliando duas respos-tas principais: o teor de FAME e o rendimento da reação. Os fatores mais relevantes foram a relação molar entre óleo de cozinha residual e metanol, a dosagem do catalisador e a incorporação de ácido oleico. Para as principais respostas: Conteúdo FAME e o rendimento. Foi possível definir as condições ideais que levaram ao maior conteúdo de FAME possível e ao maior rendimento possível. A condi-ções ótimas para a obtenção de 88,2% de teor de FAME e 64,8% do rendimento foi esti-mada à 58 ° C, razão molar de 1:15, 2wt% de catalisador e 0,5wt% de incorporação do OA.
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Keywords
Biodiesel production Transesterification Ionic liquids Choline Hydroxide Response surface methodology