Metal oxides as heterogeneous catalysts for esterification of fatty acids obtained from soybean oil

Mello, Vinícius M.; Pousa, Gabriella P.A.G.; Pereira, Mírian S. C.; Dias, Ingrid M.; Suarez, Paulo A. Z.

doi:10.1016/j.fuproc.2010.08.019

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“…10,11 O uso destes catalisadores também causa inconvenientes como a corrosão de equipamentos, o consumo do catalisador, além de utilização de grandes volumes de águas na lavagem dos produtos, consequentemente gerando problemas ambientais. 10 Existem muitos estudos envolvendo catalisadores heterogêneos contendo sítios ácidos de Brönsted e Lewis, 12 onde é conhecida a aplicação de materiais como resinas de troca iônica, zeólitas, heteropoliácidos suportados em diferentes materiais, óxidos metálicos, entre outros. 10 A vantagem dos catalisadores heterogêneos consiste na fácil separação do produto, reciclagem/reuso do catalisador, redução da corrosão de equipamentos e capacidade de processar reações de esterificação e transesterificação, muitas vezes de forma simultânea.…”

Section: Introductionunclassified

Montmorilonita modificada como catalisador heterogêneo em reações de esterificação (m)etílica de ácido láurico

Zatta¹,

Nepel²,

Barison³

2012

Quím. Nova

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Recebido em 31/8/11; aceito em 22/5/12; publicado na web em 24/8/12 MODIFIED MONTMORILLONITE AS A HETEROGENEOUS CATALYST IN (M)ETHYL ESTERIFICATION REACTION OF LAURIC ACID. Montmorillonite was modified with zirconium polyoxycations in the presence of ammonium sulphate. The material was characterized and used as a catalyst in the esterification of lauric acid, the reactions being accompanied by 2 3 factorial design. Conversions of up to 95.33 and 83.35% were observed for the methyl and ethyl esterification reactions respectively, proving superior to results obtained by thermal conversion. The material was submitted to three reaction cycles and similar conversions were observed, indicating the catalyst is not significantly deactivated after reuse. The catalyst was also tested under reflux conditions, yielding a maximum conversion of 36.86%.Keywords: biodiesel; esterification; montmorillonite. INTRODUÇÃOA depleção de recursos obtidos a partir do petróleo aplicados à produção de combustíveis e questões relacionadas a problemas ambientais são os principais objetivos na crescente investigação a respeito de fontes alternativas para obtenção de combustíveis. Neste contexto busca-se um substituto aos combustíveis de origem fóssil, que apresentem características equivalentes ou superiores, para uso em motores à combustão interna, aplicados principalmente nas áreas de transporte e indústria. 1O biodiesel surge como um combustível alternativo, considerado um possível substituto parcial ou total ao óleo diesel convencional, além de apresentar características como biodegradabilidade, baixa toxidez, proveniência de fontes renováveis e, ainda, emissão reduzida de materiais particulados, de gases como CO e SO 2 (exceto NO x ), compostos orgânicos voláteis, além de hidrocarbonetos.2,3 O biodiesel possui propriedades físico-químicas similares ao diesel, podendo ser utilizado na forma pura diretamente em motores à diesel ou misturado ao óleo diesel.2,4 A produção de biodiesel ocorre majoritariamente através de dois processos, a transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais refinados e a esterificação de ácidos graxos livres, obtidas a partir da hidrólise de gorduras animais e óleos vegetais brutos. 5-7A esterificação de ácidos graxos vem despertando um grande interesse mundial devido à possibilidade de se utilizar matérias-primas com baixo valor agregado na produção de combustíveis, como borras contendo grandes quantidades de ácidos graxos livres. Este processo consiste na reação de um ácido carboxílico com um álcool na presença de um catalisador ácido, conduzindo à formação de éster e água, como subproduto. 8,9 As reações de esterificação de ácidos graxos livres podem ser catalisadas por ácidos de Brönsted, tanto no meio homogêneo quanto heterogêneo.9 É conhecida a utilização de ácidos minerais em meio homogêneo, como o sulfúrico, p-tolueno sulfônico, clorídrico, entre outros.10,11 O uso destes catalisadores também causa inconvenientes como a corrosão de equipamentos, o consumo do catalisador, além de utilização de grand...

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Section: Introductionunclassified

Montmorilonita modificada como catalisador heterogêneo em reações de esterificação (m)etílica de ácido láurico

Zatta¹,

Nepel²,

Barison³

2012

Quím. Nova

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“…23 Apesar do compósito CABC/SZr-I20%SC ter apresentado boas conversões na temperatura de 100 °C, considerada moderada para este tipo de reação, 3,18,25 e tempos de reação dentro do esperado para catalisadores sólidos ácidos, 3,23,24 esse material, comparado com a SZr, não apresentou vantagens que justifiquem a sua utilização. Entretanto, um resultado importante foi obtido para o compósito: o aumento da estabilidade térmica dos grupos sulfato.…”

Section: Reação De Esterificação De áCido Graxo -áCido Láuricounclassified

Esterificação de ácidos graxos utilizando zircônia sulfatada e compósitos carvão ativado/zircônia sulfatada como catalisadores

et al. 2011

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“…4 An alternative way is the esterification of fatty acids. 5,6 This reaction normally uses homogeneous acid catalysis with strong Brønsted acids such as H 2 SO 4 and HCl that are corrosive and should be neutralized when the process is finished. To overcome this problem, solid Lewis acids can be used allowing easy separation and continuous operation in reactors.…”

Section: Introductionmentioning

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Nuclear Magnetic Resonance (1.40 T) and Mid Infrared (FTIR-ATR) Associated with Chemometrics as Analytical Methods for the Analysis of Methyl Ester Yield Obtained by Esterification Reaction

Kollar¹,

Novotny²,

Nascimento³

et al. 2017

J. Braz. Chem. Soc.

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In this work, we compared 1.40 T nuclear magnetic resonance (NMR) to 7.05 T (60 and 300 MHz for proton, respectively), and mid-infrared with attenuated total reflectance (FTIR-ATR), associated with chemometrics methods, for the quantification of the reaction yield during esterification of fatty acids with methanol. The results showed that the integrated intensities of the ester C=O stretching region, relative to the total C=O stretching region, is useful to quantify the fatty acid methyl ester (FAME) concentration. Comparing the results obtained by the different final models: NMR (1.40 T and 7.05 T), FTIR-ATR using multivariate partial last squares regression (PLS) with orthogonal signal correction (OSC), and univariate ordinary least squares (OLS), the NMR of 1.40 T (60 MHz for proton) showed more advantages when compared to a high field spectrometer, due to the non-use of cryogenic and solvents and less laborious work for obtaining results. Keywords: biodiesel, esterification, mid-infrared, q-NMR, chemometrics IntroductionThe interest for using alternative fuels has grown in the last decade. 1 The increasing demand for energy and environmental awareness are leading researchers to look for new environmentally acceptable renewable resources. In this context, the interest for biodiesel has increased a lot since it is produced using renewable resources (oils and fats from both vegetable and animal sources), it is biodegradable, and it can be directly placed on diesel engines without any mechanical modifications, due to their similar physical chemical properties. Also it does not contain sulfur compounds, it releases less particulate matter and it is less toxic. 2,3The most common method used to produce biodiesel is the transesterification of fats and oils, using a strong base as catalyst (like NaOH, KOH or KOCH 3 ). It consists in the reaction between triacylglycerides and short chain alcohols to produce esters and glycerol. It is a reversible process and excess of alcohol is used for moving the equilibrium towards the products. However, this process needs feedstocks containing low concentrations of free fatty acids and water because they react with the basic catalysts forming soaps which hinders the purification of the biodiesel, increasing the cost of the production. 4 An alternative way is the esterification of fatty acids. 5,6 This reaction normally uses homogeneous acid catalysis with strong Brønsted acids such as H 2 SO 4 and HCl that are corrosive and should be neutralized when the process is finished. To overcome this problem, solid Lewis acids can be used allowing easy separation and continuous operation in reactors. 2The most common method used to monitor the reaction yield during the esterification is the determination of the amount of fatty acids, usually performed using chromatographic methods or titration with alcoholic solution of KOH (method described by AOCS Cd 3a-63). 7,8 Despite being very effective methods for this kind of analysis, they have the disadvantage of consuming large amounts of organ...

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Metal oxides as heterogeneous catalysts for esterification of fatty acids obtained from soybean oil

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Montmorilonita modificada como catalisador heterogêneo em reações de esterificação (m)etílica de ácido láurico

Montmorilonita modificada como catalisador heterogêneo em reações de esterificação (m)etílica de ácido láurico

Esterificação de ácidos graxos utilizando zircônia sulfatada e compósitos carvão ativado/zircônia sulfatada como catalisadores

Nuclear Magnetic Resonance (1.40 T) and Mid Infrared (FTIR-ATR) Associated with Chemometrics as Analytical Methods for the Analysis of Methyl Ester Yield Obtained by Esterification Reaction

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