Biodiesel Synthesis via Esterification of Feedstock with High Content of Free Fatty Acids

Souza, Marcella S.; Aguieiras, Érika C.G.; Silva, Mônica A. P. da; Langone, Marta A. P.

doi:10.1007/s12010-008-8444-4

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“…This lipase is highly robust and presents activity under a wide variety of conditions so it has enormous importance for hydrolysis and synthesis reactions ( Ortega et al, 2014). Thus, it has been extensively used as a biocatalyst to catalyze esterification reactions (Duan et al, 2013, Souza et al, 2009.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization of oligoglycerol fatty acid esters preparation catalyzed by Lipozyme 435

Wan¹,

Teng²,

Wang³

et al. 2015

Grasas y Aceites

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Oli goglycerol fatty acid esters (OGEs) are an important kind of polyglycerol fatty acid esters (PGEs) which have been widely used as emulsifiers in food, medicine and cosmetic industries. The aim of this study was to investigate the preparation of OGEs by the esterification of olig oglycerol with linoleic acid in a solvent-free system using Lipozyme 435 as the catalyst. The effects of substrate molar ratio, reaction time, reaction temperature, enzyme dosage, and water addition on the efficiency of esterification (EE) were studied. Single factor experiments and response surface methodology (RSM) were employed to optimize the reaction parameters. The optimum conditions were obtained as follows: reaction time 4.52 h, reaction temperature 90 °C, enzyme dosage 2 wt% (based on the total substrate mass), the molar ratio of oligoglycerol to linoleic acid 1.59:1 and no water addition. Under these conditions, the experimental EE (95.82±0.22%) fitted well with that predicted by RSM (96.15%). Similar results were obtained when the process was scaled up to a production of 500 g in a pilot bubble column reactor (BCR). The enzyme maintained 98.2% of the relative activity after 10 batches of reaction in the BCR. Electro spray ionization mass spectrum was employed to rapidly analyze the esterification products, and most species of OGEs have been identified. KEYWORDS: Biocat alysis; Bubble column reactor; Esterification; Immobilized enzyme; Lipase; Oligoglycerol fatty acid estersRESUMEN: Optimización de la preparación de ésteres grasos de oligoglicerol catalizada por Lipozyme 435. Los ésteres grasos de oligoglicerol (OGEs) son una clase importante de ésteres de ácidos grasos de poliglicerol (PGE) que han sido ampliamente utilizados como emulsionantes en alimentación, medicina y en la industria cosmé-tica. El objetivo de este estudio fue investigar la preparación de OGEs mediante la esterificación de oligoglicerol con ácido linoleico en un sistema libre de disolvente utilizando Lipozyme 435 como catalizador. Se estudiaron los efectos en la eficiencia de esterificación (EE) de la relación molar de sustratos, de los tiempos de reacción, las temperaturas de reacción, la dosis de la enzima, y de la adición de agua. Se realizaron ensayos factoriales individuales y metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar los parámetros de la reacción. Las condiciones óptimas se obtuvieron como sigue: tiempo de reacción 4,52 h, temperatura de reacción 90 °C, dosis de enzima 2% en peso (basado en la masa total del sustrato), la relación molar de ácido linoleico:oligoglicerol fue de 1,59:1 sin adición de agua. Bajo estas condiciones, el EE experimental (95,82±0,22%) se corresponde bien con lo predicho mediante RSM (96,15%). Se obtiene un resultado similar cuando el proceso se escaló a una producción piloto de hasta 500 g en un reactor de columna de burbujas (BCR). La enzima mantiene el 98,2% de su actividad relativa después de 10 lotes de reacción en el BCR. Se empleó un espectrómetro de masas de ionización mediante electrosp...

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization of oligoglycerol fatty acid esters preparation catalyzed by Lipozyme 435

Wan¹,

Teng²,

Wang³

et al. 2015

Grasas y Aceites

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“…Souza i sar. [59] su testirali nekoliko čvrstih kiselih katalizatora u esterifikaciji DD sojinog ulja etanolom radi poređenja sa efikasnošću enzimskih katalizatora. Ustanovljeno je da prisustvo biokatalizatora povećava stepen konverzije oko 3 puta za isto reakciono vreme, što predstavlja značajnu prednost u odnosu na hemijske katalizatore.…”

Section: Hemijski-katalizovani Procesiunclassified

Side-stream products of edible oil refining as feedstocks in biodiesel production

Cvetković¹,

Cvetković²,

Kojčin³

et al. 2016

Rec odr raz

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IZVOD Biodizel, alternativno gorivo fosilnim, dobija se reakcijom transesterifikacije triacilglicerola iz biljnih ulja i životinjskih masti nižim alifatičnim alkoholima. I pored brojnih prednosti u odnosu na fosilna goriva, glavna prepreka široj komercijalnoj upotrebi biodizela je visoka cena jestivih biljnih ulja. U poslednje vreme, posebnu pažnju zaslužuju nusproizvodi industrije proizvodnje jestivih ulja kao izvori triacilglicerola, jer se njihovim korišćenjem ostvaruju pozitivni ekonomski i ekološki efekti. U radu su analizirani postupci dobijanja biodizela iz nusproizvoda procesa rafinacije jestivih ulja (sapunske smeše, otpadna zemlja za beljenje, deodorisani destilat), sa osvrtom na faktore koji utiču na reakciju sinteze estara masnih kiselina. Cilj rada je da se istraže mogućnosti korišćenja ovih otpadnih sirovina u proizvodnji biodizela.

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“…Para a atividade de esterificação foram empregados o ácido oleico e o butanol, razão estequiométrica dos reagentes (razão molar ácido oleico/butanol = 1), 3% m/m de enzima imobilizada, a 45ºC, de acordo com o método descrito por Souza et al (2009). A atividade de transesterificação foi determinada utilizando trilaurina e etanol, a 50ºC, razão estequiométrica dos reagentes (razão molar trilaurina/etanol = 3) e 5% m/m de enzima imobilizada de acordo com o método de Correa et al (2011).…”

Section: Determinação Das Atividades De Esterificação E De Transesterunclassified

Produção De Biodiesel a Partir Da Transesterificação De Óleo De Soja Ácido Por via Enzimática Em Sistemas Batelada E Contínuo

Pedro¹,

Henriques²,

Langone³

2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -Neste trabalho foi estudada a produção de biodiesel via transesterificação enzimática do óleo de soja em sistemas batelada e contínuo. No sistema batelada foram investigados os efeitos da temperatura, do tipo de enzima (Novozym 435, Lipozyme RM-IM e Lipozyme TL-IM) e do tipo de álcool (etanol ou butanol) sobre a reação de transesterificação utilizando óleo de soja refinado. A temperatura ótima observada nas reações empregando Lipozyme TL IM e Lipozyme RM IM foi 50ºC, enquanto que com Novozym 435 foi 70ºC. Na etanólise de óleos com índices de acidez (IA) 8,5, 54,4 e 93,7, a conversão do ácido graxo livre foi superior a 90% nas reações conduzidas com Novozym 435. No sistema contínuo, empregando reator de leito fixo, a etanólise do óleo de soja refinado foi estudada variando-se a velocidade espacial e o tipo de lipase. Nas reações com Novozym 435 e Lipozyme TL IM, os rendimentos encontrados foram 50 e 80%, respectivamente. INTRODUÇÃOO biodiesel é definido como uma mistura de ésteres monoalquílicos derivados de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais. A rota convencional de produção de biodiesel consiste na transesterificação de óleos vegetais com metanol ou etanol utilizando catalisadores homogêneos alcalinos (NaOH ou KOH), com geração de glicerol como subproduto. Porém, nesse processo existe uma restrição quanto à matéria-prima, pois esta deve ser essencialmente anidra e possuir um teor de ácidos graxos livres menor que 0,5% em massa. A presença de ácidos graxos ocasiona a reação de neutralização com o catalisador básico, que resulta na perda de catalisador e na formação de sabão, além de propiciar o aumento da viscosidade. Assim, caso a matéria-prima contenha um teor de ácidos graxos livres maior do que o especificado, é necessária a remoção dos mesmos através, por exemplo, de uma etapa preliminar de esterificação, usualmente catalisada por ácido. O emprego de óleos refinados para produção de biodiesel significa cerca de 70-95% do custo total de produção desse biocombustível (Zhang et al., 2003).O emprego da catálise enzimática, utilizando lipases (triacilglicerol éster hidrolases -EC 3.1.1.3), na síntese de biodiesel a partir de matérias-primas com elevado teor de ácidos graxos livres pode representar uma tecnologia atrativa, uma vez que essas enzimas são capazes de catalisar as reações de transesterificação dos triacilgliceróis e de esterificação dos ácidos graxos livres presentes Área temática: Processos Biotecnológicos 1

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Biodiesel Synthesis via Esterification of Feedstock with High Content of Free Fatty Acids

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Optimization of oligoglycerol fatty acid esters preparation catalyzed by Lipozyme 435

Optimization of oligoglycerol fatty acid esters preparation catalyzed by Lipozyme 435

Side-stream products of edible oil refining as feedstocks in biodiesel production

Produção De Biodiesel a Partir Da Transesterificação De Óleo De Soja Ácido Por via Enzimática Em Sistemas Batelada E Contínuo

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