Biodiesel production from Jatropha curcas L. oil by simultaneous esterification and transesterification using sulphated zirconia

Raia, Rodrigo Zunta; Silva, Lidiane Sabino da; Marcucci, Sílvio Miguel Parmegiani; Arroyo, Pedro Augusto

doi:10.1016/j.cattod.2016.09.013

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“…Nesse contexto, e também considerando que o óleo de fritura que foi utilizado como matéria-prima no presente estudo é composto por triacilglicerídeos e por uma considerável acidez, ou seja, pela presença de ácidos graxos livres provenientes do processo de degradação, classificou-se então o direcionamento das reações dos testes catalíticos como reações TES, devido à possibilidade de ocorrerem as reações de transesterificação e esterificação de forma simultânea. É importante destacar que essa classificação de reação TES já é reportada na literatura [33][34][35]. O emprego de carboxilatos de zinco como catalisador para a obtenção de ésteres de ácidos graxos pela reação de transesterificação e esterificação simultânea a partir de óleo de palma acidificado foi reportado em [33].…”

Section: Introductionunclassified

“…O emprego de carboxilatos de zinco como catalisador para a obtenção de ésteres de ácidos graxos pela reação de transesterificação e esterificação simultânea a partir de óleo de palma acidificado foi reportado em [33]. Além disso, foi destacado em [34] que os ácidos graxos livres apresentaram influência no mecanismo de reação da esterificação e transesterificação simultânea, pois, utilizando óleo de Jatropha curcas L. de diferentes níveis de acidez, observou-se a relação direta entre o nível de acidez, o teor de ácidos graxos livres e o rendimento de éster etílico, sendo as melhores conversões atribuídas aos testes realizados para os óleos com maior teor de ácidos graxos livres.…”

Section: Introductionunclassified

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Avaliação do tratamento térmico no catalisador magnético Ni0,5Zn0,5Fe2O4 e sua atividade catalítica na produção de biodiesel por transesterificação e esterificação simultânea do óleo de fritura

2019

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Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento térmico na síntese do catalisador Ni0,5Zn0,5Fe2O4 e o desempenho catalítico em reações de transesterificação e esterificação simultânea (TES) do óleo de fritura. Os catalisadores foram sintetizados por reação de combustão sem e com tratamento térmico sequencial a 800 °C com taxas de aquecimento de 30, 20 e 2 °C/ min. As caracterizações dos catalisadores indicaram presença majoritária da fase cristalina do espinélio inverso e de fases secundárias de ZnO e Fe2O3, porém a calcinação com taxas de 2 e 20 ºC/min promoveu a obtenção do espinélio monofásico. O catalisador polifásico foi mais efetivo do que o monofásico na produção de biodiesel, apresentando conversões de 84,1% e 76,8% em ésteres metílicos e etílicos, respectivamente, uma evidência da influência das fases secundárias na efetividade catalítica. Assim, o sistema polifásico de baixa cristalinidade obtido na combustão é promissor no processo catalítico de TES do óleo de fritura.

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Section: Introductionunclassified

Avaliação do tratamento térmico no catalisador magnético Ni0,5Zn0,5Fe2O4 e sua atividade catalítica na produção de biodiesel por transesterificação e esterificação simultânea do óleo de fritura

2019

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“…Román-Figueroa et al [14] produced biodiesel from crude castor oil (Ricinus communis) during a non-catalytic supercritical methanol transesterification process. Raia et al [15] produced biodiesel from Jatropha curcas L. oil during simultaneous esterification and transesterification mechanisms using sulfated zirconia. They found that the esterification mechanism is faster than transesterification in the beginning reaction.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Using SVM-RSM and ELM-RSM Approaches for Optimizing the Production Process of Methyl and Ethyl Esters

et al. 2018

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The production of a desired product needs an effective use of the experimental model. The present study proposes an extreme learning machine (ELM) and a support vector machine (SVM) integrated with the response surface methodology (RSM) to solve the complexity in optimization and prediction of the ethyl ester and methyl ester production process. The novel hybrid models of ELM-RSM and ELM-SVM are further used as a case study to estimate the yield of methyl and ethyl esters through a trans-esterification process from waste cooking oil (WCO) based on American Society for Testing and Materials (ASTM) standards. The results of the prediction phase were also compared with artificial neural networks (ANNs) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), which were recently developed by the second author of this study. Based on the results, an ELM with a correlation coefficient of 0.9815 and 0.9863 for methyl and ethyl esters, respectively, had a high estimation capability compared with that for SVM, ANNs, and ANFIS. Accordingly, the maximum production yield was obtained in the case of using ELM-RSM of 96.86% for ethyl ester at a temperature of 68.48 °C, a catalyst value of 1.15 wt. %, mixing intensity of 650.07 rpm, and an alcohol to oil molar ratio (A/O) of 5.77; for methyl ester, the production yield was 98.46% at a temperature of 67.62 °C, a catalyst value of 1.1 wt. %, mixing intensity of 709.42 rpm, and an A/O of 6.09. Therefore, ELM-RSM increased the production yield by 3.6% for ethyl ester and 3.1% for methyl ester, compared with those for the experimental data.

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“…studied the use of sulfated zirconia as a catalyst in order to obtain ethyl esters in one single step from crude jatropha oil. Raia et al . conducted the same reaction with unrefined oils using zinc nanostar catalyst and methanol as short‐chain alcohol at 140 °C, 8 wt% of catalyst content, 15 h and 30: 1 methanol: oil ratio with an associated conversion of 99.5%.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Moreover, Kwong et al 12 studied the use of sulfated zirconia as a catalyst in order to obtain ethyl esters in one single step from crude jatropha oil. Raia et al 13 conducted the same reaction with unrefined oils using zinc nanostar catalyst and methanol as short-chain alcohol at 140 °C, 8 wt% of catalyst content, 15 h and 30 : 1 methanol : oil ratio with an associated conversion of 99.5%. Finally, Dehkhoda et al 14 studied the use of a biochar-based catalyst in order to perform simultaneous esterificationtransesterification reactions of canola oil and oleic acid mixtures with associated conversions near to 50%.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Technoeconomic analysis of Jatropha curcas integral valorization

Sánchez¹,

Marchetti

Martı́nez

et al. 2018

Biofuels Bioprod Bioref

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In this paper, the technoeconomical assessment of a Jatropha curcas plant was conducted, taking into account three different raw materials from Jatropha curcas in an integral valorization process: crude oil, seed shell, and de‐oiled seed cake. In this way, all the solid waste produced after the extraction process could be pelletized and exploited in a biodiesel plant generating electricity, greatly improving the overall process economically and environmentally. Crude oil can also be transformed to biodiesel through a simultaneous esterification‐transesterification of a mixture of free fatty acids and triglycerides using bioethanol with a 5% water content and a heterogeneous catalyst. The economic sensitivity analysis was carried out using two different parameters that determine the profitability of the process: the internal rate of return (IRR) and the payback time. On one hand, the variable that has the highest impact over the process is the electricity price because it is the main source of revenue in the plant; on the other hand, the variable with the lowest impact on the process is the bioethanol price because of the high ratio proposed (20 : 1) and because over 80% of this alcohol is recycled at the beginning of the process. © 2018 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd

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Biodiesel production from Jatropha curcas L. oil by simultaneous esterification and transesterification using sulphated zirconia

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Using SVM-RSM and ELM-RSM Approaches for Optimizing the Production Process of Methyl and Ethyl Esters

Technoeconomic analysis of Jatropha curcas integral valorization

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