The production of biodiesel from fish oil was carried out using enzymatic transesterification. The effects of the oil: alcohol molar ratio (1:1, 1:2, 1:3, 1:4 and 1:5), alcohol type (methanol and 2-butanol), reaction temperature (35, 40, 45 and 50ºC), reaction time (4, 8, 12 and 16 h) and solvent type (solvent and solvent-free) on the biodiesel conversion yield using Candida antarctica (Novozyme 435) and experimental enzyme (NS88001) were investigated. The biodiesel conversion yield increased when the reaction temperature was increased from 35 to 40ºC and then decreased when the reaction temperature was further increased to 45 and 50ºC, respectively. Increasing the oil: alcohol molar ratio from 1:1 to 1:4 increased the biodiesel conversion yield which then decreased when the oil: alcohol molar ratio was further increased to 1:5. The highest biodiesel conversion yield was obtained after 16 h at the oil: alcohol molar ratio of 1:4 and the reaction temperature of 40ºC using Novozyme 435 and NS88001 individually and in combination. No reaction was observed at the oil: alcohol molar ratio of 1:1 for Novozyme 435 enzyme and at 1:1 and 1:2 oil: alcohol molar ratios for NS88001 enzyme in a solvent- free system. The highest biodiesel conversion yield from Novozyme 435 (80.24%) was observed with 2-butanol, the highest biodiesel conversion yield from NS88001 (74.34%) was observed with methanol and the highest biodiesel conversion yield from the combination of enzymes (Novozyme 435 and NS88001) lipase (82.37%) was observed with 2-butanol. The stability of the enzymes Novozyme 435 and NS88001 individually and in combination slightly decreased after 10 cycles and completely stopped after 20-30 cycles.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2010. / Submitted by wiliam de oliveira aguiar (wiliam@bce.unb.br) on 2011-07-01T19:40:06Z No. of bitstreams: 1 2010_HugodeFariasRamalho.pdf: 1554000 bytes, checksum: be2305735c3ee218b2b9d60c618705cf (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-07-04T12:33:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_HugodeFariasRamalho.pdf: 1554000 bytes, checksum: be2305735c3ee218b2b9d60c618705cf (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-04T12:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_HugodeFariasRamalho.pdf: 1554000 bytes, checksum: be2305735c3ee218b2b9d60c618705cf (MD5) / Com o objetivo de promover melhorias em algumas propriedades, como a estabilidade oxidativa, a viscosidade e o ponto de entupimento de filtro a frio, foi realizada neste trabalho a modificação de biodiesel de soja por meio da reação de hidroformilação em um sistema catalítico bifásico. Para isto, líquidos iônicos (LI´s) derivados do cátion 1,3-dialquilimidazólio foram empregados como solventes para o complexo HRhCO(PPh3)3, o precursor catalítico para a reação. Foram estudados os efeito da presença do ligante trifenilfosfina (PPh3) no meio reacional e do emprego de diferentes LI’s na conversão e seletividade da reação. Além disso, foi investigada a estabilidade oxidativa do produto obtido e o reciclo da fase iônica para seguidas reações. Os resultados obtidos mostraram que a presença de PPh3 no meio reacional promove um aumento da seletividade para aldeídos por estabilizar o ródio na forma do complexo, que é ativo para a formação desse produto. Além disso, a presença da fosfina evita a formação de nanopartículas, que catalisam reações paralelas. A solubilidade dos produtos obtidos nos diferentes LI´s é o fator determinante para a perda de seletividade do sistema. Utilizando o BMI.NTF2, em que os produtos são mais solúveis, observou-se uma diminuição da seletividade devido a reações consecutivas que ocorreram rapidamente por causa do maior contato do catalisador com os substratos. O sistema com o BMI.PF6 apresentou melhores seletividades devido a menor solubilidade do aldeído neste LI, evitando que produtos de reações consecutivas fossem gerados. O produto de hidroformilação apresentou, de forma geral, estabilidade oxidativa baixa devido à reação de autoxidação dos aldeídos, que é acelerada pela presença do complexo de ródio que sofre lixiviação e passa para a fase orgânica. Ainda por causa do citado efeito de lixiviação, o reaproveitamento da fase iônica para consecutivas reações foi limitado. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of this work is to improve some technical features of soybean biodiesel, specially oxidative stability and cold properties. In order to improve these properties, this work developed an efficient two-phase catalytic system to modify soybean biodiesel by hydroformylation reaction in the presence of CO, H2 and HRhCO(PPH3)3 as catalytic precursor, which was evaluated with different reaction patterns. In this catalytic system, 1,3-dialkilimidazolium-based ionic liquids (IL´s) were used as solvent. Studies of the presence of PPh3, the effect of different IL, products oxidative stability and ionic phase recycle for several reactions were emphasized in this work. Results show that presence of PPh3 in the reaction system promotes higher selectivity to aldehyde because this ligand stabilizes rhodium as a metallic complex, avoiding nanoparticles to be generated during reaction process, which are active for consecutive and side reactions. Selectivity and conversion varies according to the IL employed. Products solubility in IL was crucial to evaluate the final product content. The lower selectivity for aldehyde was obtained using BMI.NTf2, due its higher solubility in this IL. Otherwise, the lower solubility of the products in BMI.PF6 promotes higher selectivity due the inefficient catalyst/product contact, avoiding consecutive reactions. Low oxidative stability occurred to hydroformylation product due the autoxidation reaction of aldehydes formed. Ionic phase recycle was inefficient because of the catalyst mass loss to the organic phase.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-15Bitstream added on 2014-06-13T21:07:54Z : No. of bitstreams: 1 coronadorodriguez_cj_dr_guara.pdf: 3632950 bytes, checksum: 1005d7b6583f01fc54a357710ceb36a3 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na busca do desenvolvimento sustentável, tornou-se objetivo prioritário economizar energia e desenvolver tecnologias racionais para a sua geração, levando-se em consideração os efeitos relacionados ao meio ambiente. De outro lado, a escassez iminente de combustíveis fósseis tem exigido da humanidade uso racional de energia primária e, como conseqüência, novas plantas em versões tecnológicas mais desenvolvidas têm sido concebidas visando o aumento não somente da eficiência energética, mas também da eficiência exergética e ecológica. Neste sentido, o biodiesel aparece como um biocombustível biodegradável e ambientalmente correto, com propriedades similares ao diesel convencional, mas com um perfil de emissões de gases de efeito estufa muito baixo. A proposta deste trabalho é efetuar análise termoeconômica da produção de biodiesel considerando as irreversibilidades em cada etapa da planta de produção de biodiesel, de modo a possibilitar à obtenção do custo real (custo termoeconômico em US$/kWh e em R$/l) de produção do biodiesel, e do principal subproduto gerado, a glicerina, incorporando o custo do CO2 evitado (ganho como créditos do carbono). Adotando um preço de venda tanto para o biodiesel como para o subproduto (glicerina), é determinada a receita anual de uma planta com capacidade de produção de 8000 ton por ano de biodiesel, operando 8000 h/ano. Compara-se emissões de poluentes dos principais combustíveis do mercado brasileiro com as emissões do biodiesel, utilizado na forma pura ou misturado em diferentes proporções com o diesel convencional (2%, 5%, e 20%, denominados B2, 10 B5 e B20, respectivamente) determinando dessa forma o CO2e (CO2 equivalente) emitido quando se utiliza biodiesel na frota veicular a diesel do Brasil. É avaliado e quantificado também o impacto ambiental do uso de combustíveis... / Energy saving technologies that do not harm the environment has become priority in the search of sustainable development. The shortage of fossil fuels required the rational use of primary energy and, as a result, new plants in most developed technology versions have been designed in order to increase not only the energy efficiency, but also the exergetic efficiency. Biodiesel is an oxygenated, renewable, biodegradable and environmentally friendly biofuel with flow and combustion properties similar to those of conventional diesel, but with lower emission profile. Thus, this fuel can be regarded as a substitute for mineral diesel with the advantage of reducing greenhouse gas emissions, because it is a renewable resource. Hence, the use of biodiesel is increasing as an attractive fuel due to the depleting fossil fuel resources and environmental degradation. The proposal in this study is an exergetic analysis of biodiesel production and therefore by a thermoeconomics analysis. Taking into account all the irreversibilities in each stage of a biodiesel plant under consideration, it was possible to obtain the real cost (thermoeconomics cost) in US$/kWh and/or R$/l of the biodiesel. The main subproduct, glycerin, incorporates the cost of avoided CO2 as carbon credits. On the other hand, adopting a sale price for both biodiesel and glycerin, it was possible to calculate the revenue of the total investment of a plant that produces 8000 tons per year of biodiesel (8000 h/year). Also, this study will present the results of an investigation on the potentials of biodiesel as an alternative fuel and main substitute of diesel oil, comparing the CO2 12 emissions of the main fuels in the Brazilian market with those of biodiesel, in pure form or blended in different proportions with diesel oil (2%, 5%, and 20%, called B2, B5, and B20, respectively) calculated in this... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-06Bitstream added on 2014-06-13T19:46:36Z : No. of bitstreams: 1 fiscarelli_pe_dr_guara.pdf: 4620938 bytes, checksum: a54f85d8e88f02b97d18435bf5ace258 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A necessidade da redução da dependência de combustíveis fósseis, por questões econômicas, sociais e ambientais, tem incentivado não só o uso de fontes alternativas de energia, mas também o seu uso mais eficiente e equilibrado. Dentre as diversas abordagens que podem promover o uso mais eficiente da energia encontram-se as ações educacionais, que inseridas no currículo escolar, podem atuar como vetores para difusão de informações e formação de atitudes favoráveis ao consumo sustentável. No entanto, para inserir temas ligados à produção e ao consumo de energia em sala de aula, é importante a adoção de uma abordagem pedagógica que propicie contextualização do assunto nas disciplinas e no cotidiano do aluno. Os materiais didáticos são vistos como instrumentos capazes de proporcionar a melhoria da aprendizagem tornando-a mais adequada às novas exigências de uma sociedade em constante mudança, pois são capazes de contextualizar a aprendizagem possibilitando trazer elementos do cotidiano social para dentro da sala de aula. Considerando tais aspectos, essa pesquisa buscou conceber um conjunto de atividades e um kit didático para produção do biodiesel contendo materiais, metodologias e uma proposta de roteiro de atividades para o professor desenvolver os conteúdos de Química associando-os com a produção do biocombustível em questão. Além disso, o biodiesel, o seu processo de produção e a sua colocação na matriz energética nacional vem ao encontro a um contexto social amplo, que pode proporcionar discussões que adentram questões não somente ligadas a Química, mas também a assuntos relacionados à educação ambiental, ao uso racional de recursos energéticos, entre outros temas capazes de gerar situações educacionais que abordem e insiram a questão da eficiência energética dentro do cotidiano da sala de aula. A metodologia de trabalho... / The need of reduction of the dependence of fossil fuels, for economic, social and environmental, not only has encouraged the use of alternative sources of energy, but also its most efficient and balanced use. Among the various approaches capable to promote the most efficient use of energy, are the educational activities, that introduced in the school curriculum can be used to information diffusion and foment the sustainable consumption. However, to insert issues related to production and consumption of energy in the classroom, it is important to use an educational approach able of promoting the contextualization of knowledge about energy associated with the subjects and the daily of the student. Didactic materials are considered as instruments able to improve the learning, making it more appropriate to the new demands of a society in constant change. One of the goals of the didactic materials is to contextualize the learning and to bring elements of the daily social inside of the classroom. In that way, that research sought to conceive a group of activities and a didactic kit for production of the biodiesel that was elaborated to supply materials, methodologies and a proposal of script of activities for the teacher to develop the contents of Chemistry associating it with the production of biofuel. Moreover, biodiesel, its production process and its role in national energy policies represents a wide social context, which can provide discussion related to chemistry, the to environmental education, to rational use of energy resources, among other topics they can create educational situations that lead the issue of energy efficiency into the classroom. The methodology was tested with teachers and students of 3 schools in the area of the Vale do Paraíba and the didactic kit was tested by teachers of the high school teaching training in the. For the students, to work with... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-05Bitstream added on 2014-06-13T18:38:49Z : No. of bitstreams: 1 zezza_trc_me_araiq.pdf: 582173 bytes, checksum: 4a292895c03467921ab48f3ddcc6e37b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O biodiesel pode ser definido como sendo um mono-alquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais, obtido através de um processo de transesterificação. Essa reação, dificilmente consegue ser quantitativa e, por isso, o biodiesel encontra-se contaminado com outros componentes. O cálcio e o magnésio encontram-se presentes no biodiesel devido ao seu processo de fabricação. O valor máximo de Ca+Mg permitido em amostras de biodiesel estabelecidos pela ANP é de 5 mg kg-1. Assim, a presença de cálcio e magnésio no biodiesel deve ser controlada, pois pode degradar o combustível, causar danos ao motor e envenenar os catalisadores automotivos. Devido à isso, foi desenvolvido um método alternativo utilizando eletrodo de pasta de carbono com filme de mercúrio utilizando vermelho de bromopirogalol (BPR) em meio de tampão bórax e tiopentato de sódio (TPS) em meio de tampão fosfato. Estudos eletroquímicos foram feitos utilizando-se as técnicas de voltametria de onda quadrada e pulso diferencial para ambos íons e ambos agentes complexantes. A formação do complexo Mg(II)-BPR pode ser usada para determinação de magnésio com um limite de detecção de 9,0 x 10-6 mol L-1 utilizando voltametria de onda quadrada e 4,8 x 10-9 mol L-1 utilizando voltametria de pulso diferencial. Já a formação do complexo Ca(II)-BPR pode ser usada para determinação de cálcio com um limite de detecção de 3,5 x 10-6 mol L-1 através da voltametria de onda quadrada e 3,9 x 10-8 mol L-1 para voltametria de pulso diferencial. Utilizando-se tiopentato de sódio foi possível apenas a determinação indireta de magnésio através da formação do complexo Mg(II)-TPS, com um limite de detecção de 2,9 x 10-7 mol L-1 para VOQ e 3,9 x 10-7 mol L-1 para VPD. Através da curva de adição de padrão foi possível determinar cálcio e magnésio em amostras de biodiesel de soja / Biodiesel can be defined as a mono-alkyl ester of fatty acids derived from renewable sources such as vegetable oils and animal fats, obtained through a transesterification process. This reaction can hardly be complete and so the biodiesel is contaminated with other compounds. Calcium and magnesium are present in biodiesel due to its manufacturing process. The maximum allowed Ca + Mg in samples of biodiesel is established by the ANP 5mg kg-1. Thus, the presence of calcium and magnesium in the biodiesel should be controlled because it can degrade the fuel, causing engine damage and poison the automotive catalyst. Because of this, we developed an alternative method using a carbon paste electrode with mercury film using bromopyrogallol red (BPR) in buffer borax medium and thiopentone sodium (TPS) in a phosphate buffer. Electrochemical studies were performed using the techniques of square wave voltammetry and differential pulse for both ions and both complexing agents. The formation of the complex Mg(II)-BPR can be used for determination of magnesium with a limit of detection of 9.0 x 10-6 mol L-1 using square wave voltammetry and 4.8 x 10-9 mol L-1 using a differential pulse voltammetry. The formation of the complex Ca(II)-BPR can be used for the determination of calcium with a limit of detection of 3.5 x 10-6 mol L-1 through the square wave voltammetry and 3.9 x 10-8 mol L-1 for differential pulse voltammetry. Using thiopentone sodium was possible only indirect determination of magnesium through the formation of the complex Mg(II)-TPS, with a limit of detection of 2.9 x 10-7 mol L-1 to SWV and 3.9 x for 10-7 mol L-1 to DPV. Through the curve of standard addition was possible to determine calcium and magnesium in samples of biodiesel

Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T12:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marciniuk_LeticiaLedo_M.pdf: 1780819 bytes, checksum: 5b109bf0ee256783ab2b668c7fddbc93 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Cinco catalisadores heterogêneos ácidos a base de fosfato e metais trivalentes foram sintetizados para a produção de ésteres metílicos e etílicos de óleos vegetais. Os difosfatos ácidos de latânio, cério, samário, alumínio e ferro foram sintetizados pela reação de soluções ácidas de cloretos ou óxidos dos metais trivalentes com pirofosfato de sódio e caracterizados por TG, área superficial, DRX, IV, análise elementar e RMN-P e Al. Esses compostos mostraram-se altamente eficientes tanto nas reações de transesterificação de óleos vegetais quanto na esterificação de ácidos graxos livres, com rendimentos em ésteres superiores a 95 %. As condições reacionais foram estudadas com óleo de soja e difosfato ácido de lantânio, sendo 2 h de reação na metanólise e 1,5 h na etanólise, 175 °C, razão molar de óleo: metanol 1:12 e óleo:etanol 1:9 e 5 % (m/m) de catalisador. Os sólidos não perdem suas atividades catalíticas na presença de água, comprovado pelos rendimentos em ésters de 90 e 97 % para as reações do óleo de soja com álcoois etílicos 80 e 95 %, respectivamente. Os sólidos podem ser reciclados, porém perdem suas atividades catalíticas a partir da segunda reutilização, devido à lixiviação de fosfatos. Provavelmente, tanto a catálise homogênea quanto a heterogênea estão presentes neste processo / Abstract: Five phosphate-based trivalent metal heterogeneous-acid catalysts have been synthesized for the production of methyl and ethyl ester from vegetable oils. Acids lanthanum, samarium, cerium, aluminium and iron diphosphate were prepared by reacting a sodium diphosphate solution and an acid solution of the trivalent metal chloride or oxide and characterized by TGA, surface area, XRD, FTIR, elemental analysis, NMR-P and Al. These compounds were applied in the production of biodiesel. They are highly active even for the simultaneous transesterification of vegetable oils and esterification of free fatty acids, with yields above 95 %. The reaction conditions were optimized for soybean oil and acid lanthanum diphosphate at 175 °C, for 2 h reaction for methanolysis and 1.5 h for ethanolysis, molar ratio of methanol:oil 12:1 and ethanol:oil 9:1 and 5 % (w/w) of catalyst. The solids are efficient in the presence of water given yields in esters of 90 and 97 % for the transesterification of soybean oil with 80 and 95 % hydrated ethanol, respectively. The catalysts can be recycled, however, they lose their catalytic activities from the second re-use, due to leaching of the phosphate. Probably, both homogeneous and heterogeneous catalysis are envolved in this process / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Att minska användningen av petroleumbaserade bränslen och hitta förnybara alternativ till drivmedel rankas som en av de största utmaningar människan står inför. Tidigare försök har gjorts av Sun et al. (2014) i Kina där de framgångsfullt blandat lignin i diesel för att skapa en ny sort av biodiesel. Försöken har återskapats för att framställa biodiesel på lignin från Sverige.För att få lignin att blanda sig med diesel behöver det först lösa sig i vatten och detta görs genom att används en process som kallas oxidativ ammonolys. Under denna process har parametrar som pH-värdet på blandningen, reaktionstiden under omrörning samt vattenhalten i det slutliga provet varierats. För att se hur mycket som löst sig filtrerades proverna. Nästa steg i processen är att få lignin-vattenblandningen och diesel att blanda sig och skapa en mikroemulsion. Detta görs genom kraftig omrörning samt med hjälp av sonikering. Stabiliteten på dessa prov utvärderades.Genom att göra en livscykelinventering och jämföra lignindiesel med petroleumbaserat diesel om lignindieselframställningen har en mindre miljöpåverkan. En kostnadskalkyl som jämför dessa två visar hur stor skillnaden i priset blir.Resultatet visar att det är möjligt att lösa lignin i diesel till nästan 100 % vid hög vattenhalt samt högt pH. I tillägg till detta har lignindiesel 13,5% mindre utsläpp av CO₂ ekvivalenter under framställning jämfört med den som sker under framställningen av petroleumbaserat diesel. I dagsläget är det ett dyrt drivmedel och subventionering behövs för att det ska kunna konkurrera på den svenska marknaden.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016

Thesis (M.S.)--University of Missouri-Columbia, 2006. / The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from title screen of research.pdf file viewed on (February 23, 2007) Includes bibliographical references.

The dwindling resources of fossil fuels coupled with the steady increase in energy consumption have spurred research interest in alternative and renewable energy sources. Biodiesel is one of the most promising alternatives for fossil fuels. It can be made from various renewable sources, including recycled oil, and can be utilized in lieu of petroleum-based diesel. To foster market competitiveness for biodiesel, it is necessary to develop cost-effective and technically sound processing schemes, to identify related key design criteria, and optimize performance. The overall goal of this work was to design and optimize biodiesel (Fatty Acid Methyl Ester “FAME”) production from vegetable oil. To achieve this goal, several interconnected research activities were undertaken. First, a base-case flow sheet was developed for the process. The performance of this flow sheet along with the key design and operating criteria were identified by conducting computer-aided simulation using ASPEN Plus. Various scenarios were simulated to provide sufficient understanding and insights. Also, different thermodynamic databases were used for different sections of the process to account for the various characteristics of the streams throughout the process. Next, mass and energy integration studies were performed to reduce the consumption of material and energy utilities, improve environmental impact, and enhance profitability. Finally, capital cost estimation was carried out using the ICARUS Process Evaluator computer-aided tools linked to the results of the ASPEN simulation. The operating cost of the process was estimated using the key information on process operation such as raw materials, utilities, and labor. A profitability analysis was carried out by examining the ROI (Return of Investment) and PP (Payback Period). It was determined that the single most important economic factor is the cost of soybean oil, which accounted for more than 90% of the total annualized cost. Consequently, a sensitivity analysis was performed to examine the effect of soybean oil cost on profitability. It was determined that both ROI and PP quickly deteriorate as the cost of soybean oil increases.