Production of biodiesel through esterification catalysed by Ionic liquids

Biodiesel is an alternative diesel fuel that is produced from vegetable oils and animal fats. Currently, most biodiesel is made from oils, methanol, and an alkaline catalyst. Conventional catalysts is commonly used for catalyzing esterification of fatty acid to produce biodiesel. However, a better and greener method was found. An ionic liquid (IL) is a molten salt consisting of a cation and an anion, with low melting temperature. It offers a better solution than sulfuric acid, because it can be recycled and reused in subsequent runs after recovery steps. In this study, a Brønsted acidic IL, 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([BMIM][HSO4]) was used as a catalyst in the esterification of oleic acid with methanol into biodiesel. The effect of different operation parameters such as methanol to oil molar ratio, amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time were tested. The optimum conditions for esterification of oleic acid were identified as oleic acid/methanol molar ratio of 1/10, amount of catalyst 10 wt%, reaction time of 4 h, and reaction temperature of 90oC. FAME content of produced biodiesel was analyzed and confirmed using GC chromatography.

O Biodiesel é uma alternativa interessante aos combustíveis fósseis, sendo produzido a partir de óleos vegetais e/ou gorduras animais. Atualmente, a maior parte do biodiesel é produzido utilizando óleos, metanol e um catalisador alcalino. Os catalisadores tradicionais são normalmente usados em catálise ácida de ácidos gordos para produzir biodiesel. Contudo, um método alternativo e mais “amigo” do ambiente tem sido recentemente, bastante estudado. Os líquidos iónicos são sais fundidos/líquidos constituídos por um catião e por um anião com pontos de fusão reduzidos. Estes compostos são uma solução melhor quando comparados com o ácido sulfúrico, podendo ser reciclados e reutilizados. Neste trabalho utilizam-se como catalisadores, ácido sulfúrico, e um líquido iónico: o 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([BMIM][HSO4]). Sendo ambos utilizados como catalisadores na esterificação do ácido oleico com metanol para produzir biodiesel. O principal objetivo deste trabalho consistiu em estudar a influência de alguns parâmetros de operação na produção de biodiesel, como seja a razão molar metanol/ácido oleico, a quantidade de catalisador, a temperatura da reação e o tempo de reação. O estudo realizado permitiu identificar as condições ótimas para cada um destes parâmetros: razão molar ácido oleico/metanol de 1/10, quantidade de catalisador de 10% em massa, tempo de reação de 4 h e temperatura de reação de 90oC. O conteúdo em ésteres metílicos de ácidos gordos (FAMEs) do biodiesel produzido foi igualmente caracterizado por cromatografia gasosa quer qualitativamente quer quantitativamente.