Using glycerol from biodiesel production as a fuel in a microbial fuel cell (MFC) will generate electricity and valuable by-products from what is currently considered waste. This research aims to screen E. coli (W3110, TG1, DH5, BL21), P. freudenreichii (subspecies freudenreichii and shermanii), and mixed cultures enriched from compost (AR1, AR2, AR3) as anodic biocatalysts in a glycerol-oxidizing MFC. Anaerobic fermentation experiments were performed to determine the oxidative capacity of each catalyst towards glycerol. Using an optimized medium for each strain, the highest anaerobic glycerol conversion from each group was achieved by E. coli W3110 (4.1 g/L), P. freudenreichii ssp. shermanii (10 g/L), and AR2 (20 g/L). These cultures were then tested in an MFC system. All three catalysts exhibited exoelectrogenicity. The highest power density was achieved using P. freudenreichii ssp. shermanii (14.9 mW m-2), followed by AR2 (11.7 mW m-2), and finally E. coli W3110 (9.8 mW m-2).

Using glycerol from biodiesel production as a fuel in a microbial fuel cell (MFC) will generate electricity and valuable by-products from what is currently considered waste. This research aims to screen E. coli (W3110, TG1, DH5, BL21), P. freudenreichii (subspecies freudenreichii and shermanii), and mixed cultures enriched from compost (AR1, AR2, AR3) as anodic biocatalysts in a glycerol-oxidizing MFC. Anaerobic fermentation experiments were performed to determine the oxidative capacity of each catalyst towards glycerol. Using an optimized medium for each strain, the highest anaerobic glycerol conversion from each group was achieved by E. coli W3110 (4.1 g/L), P. freudenreichii ssp. shermanii (10 g/L), and AR2 (20 g/L). These cultures were then tested in an MFC system. All three catalysts exhibited exoelectrogenicity. The highest power density was achieved using P. freudenreichii ssp. shermanii (14.9 mW m-2), followed by AR2 (11.7 mW m-2), and finally E. coli W3110 (9.8 mW m-2).

Using glycerol from biodiesel production as a fuel in a microbial fuel cell (MFC) will generate electricity and valuable by-products from what is currently considered waste. This research aims to screen E. coli (W3110, TG1, DH5, BL21), P. freudenreichii (subspecies freudenreichii and shermanii), and mixed cultures enriched from compost (AR1, AR2, AR3) as anodic biocatalysts in a glycerol-oxidizing MFC. Anaerobic fermentation experiments were performed to determine the oxidative capacity of each catalyst towards glycerol. Using an optimized medium for each strain, the highest anaerobic glycerol conversion from each group was achieved by E. coli W3110 (4.1 g/L), P. freudenreichii ssp. shermanii (10 g/L), and AR2 (20 g/L). These cultures were then tested in an MFC system. All three catalysts exhibited exoelectrogenicity. The highest power density was achieved using P. freudenreichii ssp. shermanii (14.9 mW m-2), followed by AR2 (11.7 mW m-2), and finally E. coli W3110 (9.8 mW m-2).

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O Ãleo de fritura à um resÃduo amplamente produzido em todo o mundo. No entanto, somente alguns paÃses mais desenvolvidos possuem polÃticas de descarte ambiental correto desse resÃduo, o que o torna um poluente em potencial em naÃÃes menos esclarecidas em relaÃÃo à questÃo ambiental. Portanto, este trabalho tem como objetivo principal apresentar uma tecnologia de produÃÃo de biodiesel a partir de Ãleo de fritura como forma de aproveitamento energÃtico, aliado a uma forma ambientalmente correta de destinaÃÃo final para esse resÃduo. O trabalho se inicia com uma revisÃo bibliogrÃfica bÃsica do estado da arte da produÃÃo de biodiesel. Em seguida, apresenta-se a proposiÃÃo de um processo quÃmico para a produÃÃo de biodiesel a partir de Ãleo de fritura e por fim, tem-se uma discussÃo da tecnologia, na forma como ela foi inserida no ambiente computacional utilizado para sua elaboraÃÃo. AlÃm da apresentaÃÃo da tecnologia propriamente dita, uma avaliaÃÃo ambiental do processo à feita para mensurar a capacidade do processo de produÃÃo de biodiesel proposto de diminuir o impacto causado pelo Ãleo de fritura no ambiente. / Waste cooking oil is a residue widely produced around the world. However, only a few developed countries have policies of environmental correct disposal of this waste, which makes it a potential pollutant in less enlightened nations about the environmental issues. Therefore, this work aims to present a technology for producing biodiesel from waste cooking oil as a form of energy recovery, combined with an environmentally correct disposal for this waste. The work begins with a basic review of the state of the art in biodiesel production. Then, it presents a proposition of a chemical process to produce biodiesel from waste cooking oil and finally has a discussion of the technology the way it was inserted in the computing environment used for its elaboration. Besides the presentation of the technology itself, an environmental assessment of the process is performed to measure the ability of the proposed biodiesel production process to reduce the impact caused by the waste cooking oil in the environment.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dilcemara_Tese.pdf: 4581214 bytes, checksum: 25b88eff596bd89d7ebf85b090d39842 (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Universidade Federal do Paraná. Campus de Palotina / Nowadays, much has been said about global warming and its possible causes, but the scientific consensus identifies increased levels of greenhouse gases produced by human activity as the main influence. One alternative to reduce emissions of greenhouse gases is to replace fossil fuels with renewable sources such as biodiesel. The process of biodiesel production is composed of the following steps: preparation of raw material, the transesterification reaction, phase separation, recovery and dehydration of alcohol, glycerine distillation and purification of this renewable fuel, with the byproduct glycerin and water as waste purification. Since, for each 100 liters of biodiesel, 10 kg of crude glycerin are produced, generating on average 60 liters of wastewater. Therefore, studying alternatives to the use of glycerin and economically viable treatment of wastewater has become an important aspect of this production chain. In order to meet these assumptions, this thesis is structured in two chapters. In Chapter 1, we tackle the treatment of wastewater from biodiesel production system in dissolved air flotation (DAF), which was tested in two coagulants (aluminum sulfate and ferric chloride) and two auxiliary of flocculation (polifloc and tanfloc). The experiment was conducted at the Laboratory of Environmental Sanitation of the State University of Paraná, using a Jar Test adapted for testing of flotation. The combination showed better efficiency in the clarification of the effluent to remove color and turbidity and also better efficiency in removing oil and grease and COD was combined with aluminum sulfate polifloc synthetic polymer at pH 6 and recirculation rates of 15%. In Chapter 2 we studied the production of methane in anaerobic co-digestion of glycerin and swine wastewater. During the process tested the increment in biogas production and methane with increasing initial organic load, performed by the addition of glycerol as substrate. The experiment was conducted at the Technical University of Lisbon/ Institute of Agronomy, in a complete mix anaerobic reactor of laboratory scale. The addition of glycerol in the ratio of 3% v / v proved effective in increasing the production of methane. / Nos dias atuais, muito se tem falado sobre o aquecimento global e suas possíveis causas, mas o consenso científico identifica os níveis aumentados de gases de efeito estufa produzidos pela atividade humana como a principal influência. Uma das alternativas para se reduzir as emissões de gases-estufa é substituir os combustíveis fósseis por fontes renováveis, como o biodiesel. O processo de produção de biodiesel é composto das seguintes etapas: preparação da matéria-prima, reação de transesterificação, separação de fases, recuperação e desidratação do álcool, destilação da glicerina e purificação desse combustível renovável, tendo como subproduto a glicerina e como resíduo água de purificação. Uma vez que, para cada 100 L de biodiesel são produzidos 10 kg de glicerina bruta e gera em média 60 L de água residuária, estudar alternativas para o aproveitamento economicamente viável da glicerina e tratamento da água residuária tornou-se um aspecto importante nessa cadeia produtora. Com o intuito de atender estes pressupostos, esta tese estruturouse em dois capítulos. No Capítulo 1 foi abordado o Tratamento da água residuária da produção de biodiesel em sistema de flotação por ar dissolvido (FAD), no qual foram testados dois coagulantes (sulfato de alumínio e cloreto férrico) e dois auxiliares de floculação (polifloc e tanfloc). O experimento foi realizado no Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, utilizando-se um Jar Test adaptado para realização dos ensaios de flotação. A combinação que mostrou melhor eficiência na clarificação do efluente com remoção de cor e turbidez e também melhor eficiência na remoção de óleos e graxas e DQO foi sulfato de alumínio combinado ao polímero sintético polifloc em pH 6 e taxas de recirculação de 15%. No Capítulo 2 foi estudada a produção de metano na co-digestão anaeróbia de glicerina e água residuária da suinocultura. Durante o processo foi testado o incremento na produção de biogás e metano com o aumento da carga orgânica inicial, efetuada pela adição de glicerol como substrato. O experimento foi realizado na Universidade Técnica de Lisboa/Instituto Superior de Agronomia, num reator anaeróbio de mistura completa de escala laboratorial. A adição de glicerol na razão 3% v/v se mostrou eficiente no incremento da produção de metano.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dilcemara_Tese.pdf: 4581214 bytes, checksum: 25b88eff596bd89d7ebf85b090d39842 (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Universidade Federal do Paraná. Campus de Palotina / Nowadays, much has been said about global warming and its possible causes, but the scientific consensus identifies increased levels of greenhouse gases produced by human activity as the main influence. One alternative to reduce emissions of greenhouse gases is to replace fossil fuels with renewable sources such as biodiesel. The process of biodiesel production is composed of the following steps: preparation of raw material, the transesterification reaction, phase separation, recovery and dehydration of alcohol, glycerine distillation and purification of this renewable fuel, with the byproduct glycerin and water as waste purification. Since, for each 100 liters of biodiesel, 10 kg of crude glycerin are produced, generating on average 60 liters of wastewater. Therefore, studying alternatives to the use of glycerin and economically viable treatment of wastewater has become an important aspect of this production chain. In order to meet these assumptions, this thesis is structured in two chapters. In Chapter 1, we tackle the treatment of wastewater from biodiesel production system in dissolved air flotation (DAF), which was tested in two coagulants (aluminum sulfate and ferric chloride) and two auxiliary of flocculation (polifloc and tanfloc). The experiment was conducted at the Laboratory of Environmental Sanitation of the State University of Paraná, using a Jar Test adapted for testing of flotation. The combination showed better efficiency in the clarification of the effluent to remove color and turbidity and also better efficiency in removing oil and grease and COD was combined with aluminum sulfate polifloc synthetic polymer at pH 6 and recirculation rates of 15%. In Chapter 2 we studied the production of methane in anaerobic co-digestion of glycerin and swine wastewater. During the process tested the increment in biogas production and methane with increasing initial organic load, performed by the addition of glycerol as substrate. The experiment was conducted at the Technical University of Lisbon/ Institute of Agronomy, in a complete mix anaerobic reactor of laboratory scale. The addition of glycerol in the ratio of 3% v / v proved effective in increasing the production of methane. / Nos dias atuais, muito se tem falado sobre o aquecimento global e suas possíveis causas, mas o consenso científico identifica os níveis aumentados de gases de efeito estufa produzidos pela atividade humana como a principal influência. Uma das alternativas para se reduzir as emissões de gases-estufa é substituir os combustíveis fósseis por fontes renováveis, como o biodiesel. O processo de produção de biodiesel é composto das seguintes etapas: preparação da matéria-prima, reação de transesterificação, separação de fases, recuperação e desidratação do álcool, destilação da glicerina e purificação desse combustível renovável, tendo como subproduto a glicerina e como resíduo água de purificação. Uma vez que, para cada 100 L de biodiesel são produzidos 10 kg de glicerina bruta e gera em média 60 L de água residuária, estudar alternativas para o aproveitamento economicamente viável da glicerina e tratamento da água residuária tornou-se um aspecto importante nessa cadeia produtora. Com o intuito de atender estes pressupostos, esta tese estruturouse em dois capítulos. No Capítulo 1 foi abordado o Tratamento da água residuária da produção de biodiesel em sistema de flotação por ar dissolvido (FAD), no qual foram testados dois coagulantes (sulfato de alumínio e cloreto férrico) e dois auxiliares de floculação (polifloc e tanfloc). O experimento foi realizado no Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, utilizando-se um Jar Test adaptado para realização dos ensaios de flotação. A combinação que mostrou melhor eficiência na clarificação do efluente com remoção de cor e turbidez e também melhor eficiência na remoção de óleos e graxas e DQO foi sulfato de alumínio combinado ao polímero sintético polifloc em pH 6 e taxas de recirculação de 15%. No Capítulo 2 foi estudada a produção de metano na co-digestão anaeróbia de glicerina e água residuária da suinocultura. Durante o processo foi testado o incremento na produção de biogás e metano com o aumento da carga orgânica inicial, efetuada pela adição de glicerol como substrato. O experimento foi realizado na Universidade Técnica de Lisboa/Instituto Superior de Agronomia, num reator anaeróbio de mistura completa de escala laboratorial. A adição de glicerol na razão 3% v/v se mostrou eficiente no incremento da produção de metano.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeticiaOC_DISSERT.pdf: 1957366 bytes, checksum: aa5e54916560ae5630fffcf811a9be90 (MD5) Previous issue date: 2012-11-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The worldwide concern regarding the use of sustainable energy and preserving the environment are determining factors in the search for resources and alternative sources of energy and therefore fuel less aggressive nature. In response to these difficulties Biodiesel has emerged as a good solution because it is produced from renewable sources, produces burns cleaner and is easily reproducible. This work was synthesized with biodiesel oil, sunflower via homogeneous catalysis in the presence of KOH, with and without the use of BHT and subsequently added to the blends BX (a proportion of biodiesel X = 5, 10, 15 and 20 %). Atmospheric distillation of the analysis, performed in blends with and without BHT were collected residue generated by each sample and performed a study heat from the thermogravimetric analysis at a heating rate of 10 ?C*min-1, nitrogen atmosphere and heating to 600 ?C. According to the specifications of Resolution N 7/2008 for biodiesel, it was found that the synthesized material was in accordance with the specifications. For blends showed that the samples are in accordance with the Resolution of ANP N 42/2009. From the TG / DTG curves of the samples of biodiesel, blends and waste can be seen that these show a single loss of thermal decomposition concerning constituents present in each sample. The blends without BHT with ratios of 5%, 10% and 15% biodiesel showed a lower amount of waste (1,07%; 1,09% e 1,10%) to mineral diesel (1,15%). Therefore, it is concluded that the addition of biodiesel with diesel mineral can improve some physico-chemical parameters, but also, depending on the added amount, decreasing the amount of waste generated. This fact is of great importance because the carbonaceous residue can cause problems in mechanical equipment and parts for vehicles, causing more frequent maintenance, and this is not desirable / A preocupa??o mundial com rela??o ao uso sustent?vel de energia e a preserva??o do meio-ambiente s?o fatores determinantes na busca por meios e fontes alternativas de energia e, consequentemente, de combust?veis menos agressivos ? natureza. Em resposta a essas dificuldades o Biodiesel tem se apresentado como uma boa solu??o, pois ? produzido a partir de fontes renov?veis, produz queima mais limpa e ? de f?cil reprodutibilidade. Neste trabalho, foi sintetizado biodiesel com o ?leo de girassol, via cat?lise homog?nea na presen?a de KOH, com e sem o uso de BHT, e posteriormente, adicionado ?s blendas BX (com propor??es de biodiesel de X = 5, 10, 15 e 20%). Da an?lise de Destila??o Atmosf?rica, realizada nas blendas com e sem BHT, foram coletados o res?duo gerado por cada amostra e efetuado um estudo t?rmico, a partir da An?lise Termogravim?trica, na raz?o de aquecimento de 10 ?C.min-1, atmosfera de nitrog?nio e aquecimento at? 600 ?C. De acordo com as especifica??es da Resolu??o N? 7/2008 para o biodiesel, verifica-se que o material sintetizado encontra-se em conformidade com as especifica??es. Para as blendas observa-se que as amostras est?o de acordo com a Resolu??o da ANP N? 42/2009. A partir das curvas TG/ DTG das amostras de biodiesel e res?duos pode-se observar que estas apresentaram uma ?nica perda de decomposi??o t?rmica referentes aos constituintes presentes em cada amostra. J? para as blendas, observam-se duas perdas de decomposi??o t?rmica, comprovadas pela DTG, referentes aos componentes do ?leo diesel e do biodiesel. As blendas sem BHT com propor??es de biodiesel de 5%, 10% e 15% apresentaram uma quantidade de res?duo (1,07%; 1,09% e 1,10%) inferior ao diesel mineral (1,15%). Sendo assim, conclui-se que a adi??o de biodiesel ao diesel mineral pode contribuir para melhorar alguns par?metros f?sico-qu?micos, como, tamb?m, dependendo da quantidade adicionada, diminuir a quantidade de res?duo gerado. Este fato ? de grande relev?ncia, pois o res?duo carbon?ceo pode causar problemas mec?nicos em equipamentos e pe?as dos ve?culos, causando manuten??es mais frequentes, e este aspecto n?o ? desej?vel