Sustainability of palm oil production and opportunities for Finnish technology and know-how transfer

The global demand for palm oil is growing, thus prompting an increase in the global production particularly in Malaysia and Indonesia. Such increasing demand for palm oil is due to palm oil’s relatively cheap price and versatile advantage both in edible and non-edible applications. Along with the increasing demand for palm oil, particularly for the production of biofuel, is a heated debate on its sustainability. Ecological degradation, climate change and social issues are among the main sustainability issues pressing the whole palm oil industry today. Clean Development Mechanism (CDM) projects fulfilling the imperatives of the Kyoto Protocol are starting to gain momentum in Malaysia as reflected by the increasing registration of CDM projects in the palm oil mills. Most CDM projects in palm oil mills are on waste-to-energy, cocomposting, and methane recovery with the latter being the most common. The study on greenhouse gases (GHG) in the milling process points that biogas collection and energy utilisation has the greatest positive effect on GHG balance. On the other hand, empty fruit bunches (EFB) end-use as energy and high energy efficiency of the mill have the least effect on GHG balance of the mill. The range of direct GHG emissions from the palm oil mill is from 2.5 to 27 gCO2e/MJCPO, while the range of GHG emissions with all indirect and avoided emissions included is from -9 to 29 gCO2e/MJCPO. Comparing this GHG balance result with that of the EU RES-Directive suggests a further check on the values and emissions consideration of the latter.

Euroopan unionin kestävyyskriteerien soveltuvuus liikenteen biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin

Euroopan unioni on niin sanotussa RES-direktiivissä asettanut tavoitteet uusiutuvan energian käytön lisäämiseksi 10 %:iin liikenteen energian kulutuksesta kaikissa jäsenmaissa vuoteen 2020 mennessä. Eräs näistä uusiutuvan energian muodoista on biopolttoaineet. Tässä työssä testataan RES-direktiivissä esitettyä laskentamenetelmää biopolttoaineiden tuotannon ja käytön kasvihuonekaasupäästöjen arviointiin. Esimerkkitapauksena on yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalia raaka-aineena käyttävän jäte-etanoliprosessin ja siihen yhdistetyn sähköä ja lämpöä tuottavan CHP-laitoksen päästölaskenta. Laskennan yhteydessä käy ilmi RES-direktiivin laskentamenetelmän tulkinnanvaraisuus. Laskentamenetelmän perusteella järjestelmäraja voidaan asettaa usealla eri tavalla, jolloin saadut päästövähennystulokset vaihtelevat huomattavasti eri tulkintavaihtoehtojen välillä. Jäte-etanolin tapauksessa tulokset ovat myös hyvin riippuvaisia jätemateriaalille määritellystä päästökertoimesta. Laskennan perusteella voidaankin sanoa, että RES-direktiivin laskentamenetelmällä saadut päästövähennystulokset biopolttoaineille ovat hyvin epävarmoja ja riippuvat sekä laskennan lähtöoletuksista että direktiivin tulkintatavasta. RES-direktiivin laskentamenetelmää voidaan myös pitää hyvin suppeana lähestymistapana biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin. Tarkastelua tehdään suppealla järjestelmärajalla ja esimerkiksi biopolttoaineketjujen aiheuttamat epäsuorat ilmastovaikutukset jäävät huomioimatta. RES-direktiivin laskentamenetelmä perustuu perinteiseen staattiseen elinkaariarviointiin eli syytarkasteluun eikä sovellu arvioimaan muutosta. Ilmastomuutoksen hillinnän haastavuuden ja kiireellisyyden vuoksi biopolttoaineiden ilmastovaikutuksia tulisi kuitenkin arvioida myös laajemmin muutostarkasteluna, ja verrata biopolttoaineiden avulla saatuja päästövähennyksiä muilla keinoin saavutettuihin päästövähennyksiin. Näin voitaisiin paremmin arvioida sitä, mitkä keinot soveltuvat parhaiten nopeiden päästövähennysten saavuttamiseen.

Biodiesel de soja: taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-química e consumo em gerador de energia

Biodiesel was produced by the transesterification of neutral soybean oil and anhydrous ethanol using NaOH as catalyst. Combinations of biodiesel and diesel in the proportions of 0, 5, 10, 20, 40, 60, 80 and 100% were tested, respectively, as fuel in an energy generator. The average consumption and mixture performance were analysed. The tests showed a reduction in Diesel oil consumption when mixed with up to 20% of biodiesel. The quality characteristics of these fuels were analyzed.

Adaptação de forno de microondas doméstico para realização de reações de transesterificação sob refluxo e catálise por argilas

The microwave oven became an important source of heating for many laboratory procedures including accelerating organic reactions. Reactions that require long reflux times can sometimes be carried out in a few hours or minutes in a conventional microwave oven. However, longer reflux times can be troublesome since domestic microwave ovens are not prepared for these harsh conditions. This technical note presents our finding on heterogeneous catalysis transesterification reactions between b-keto-esters and carbohydrate derivatives under heating or microwave irradiation using an adapted domestic microwave oven.

Biodiesel de babaçu (Orbignya sp.) obtido por via etanólica

Biodiesel was obtained by transesterification of babassu oil in anhydrous ethanol and methanol, employing NaOH as catalyst. The products obtained were characterized by physico-chemical and thermogravimetric analysis. It could be concluded that the properties of the two types of biodiesel (ethanolic and methanolic) are very similar when compared with diesel oil.

Biodiesel de soja: reação de transesterificação para aulas práticas de química orgânica

The transesterification procedure of triacylglycerides from soybean oil (in natura and waste oil) to give biodiesel was adapted to semi-micro laboratory scale as an additional experimental technique of nucleophilic acyl substitution for undergraduate courses in Chemistry and related areas.

Síntese de biodiesel: uma proposta contextualizada de experimento para laboratório de química geral

The contextualized understanding of concepts in Chemistry by students from other areas is a challenging task. In this experiment, the synthesis of biodiesel is done by base catalyzed transesterification of refined soy oil with methanol at room temperature and common glassware found in any chemistry laboratory. The proposal permits introducing several concepts, such as that of emulsion, viscosity and catalysis to illustrate an activity based on an actual problem. In this didactic approach, some common problems of biodiesel production, such as soap formation and phase separation, are introduced into the procedure in order to raise questions and motivate the students to participate in the experimental work and stimulate reflections about critical aspects of biodiesel production. This experiment was carried out in the first semester of 2006, in experimental general chemistry taken by physics and agricultural, civil and chemical engineering students of UNICAMP.

Transesterificação de óleos vegetais: caracterização por cromatografia em camada delgada e densidade

We studied the transesterification of two vegetable oils: soybean and waste frying oil. The main problem of transesterification is related to the measurement of the ethyl ester content. In this work we used a quick analytical method for assessing the ethyl ester fraction of the purified fuel-grade transesterification products by applying a simple correlation with density. If the ester content is higher than 85% by weight the correlation allows the determination by a single density measurement. This method is suitable for control and determines the ethyl ester quickly and simply.

Síntese de padrões cromatográficos e estabelecimento de método para dosagem da composição de ésteres de ácidos graxos presentes no biodiesel a partir do óleo de babaçu

Several alkyl esters were synthesized, purified, characterized by ¹H NMR and employed as standards for establishing chromatographic methods to monitor their formation in the synthesis of biodiesel. The efficiency of the chromatographic methods was confirmed with the products of enzymatic transesterification of babassu oil with different alcohols (C2 to C4), using Lipozyme as catalyst.

Kierrätyspolttoaineiden käyttö leijukerrospoltossa vetykaasun kanssa

Tämä diplomityö on tehty Leppäkosken Energia Oy:n ja Kemira Chemicals Oy:n yhteisyritys FC Energia Oy:lle. FC Energia Oy suunnittelee rakentaa uutta bio-vetyvoimalaitosta Sastamalaan. Voimalaitoksella tuotettaisiin Kemira Chemicals Oy:n ylijäämävedystä ja biopolttoaineista sähköä, kaukolämpöä ja prosessihöyryä. Ympäristölupaa on haettu hakkeen, turpeen ja kierrätyspuun poltolle vetykaasun kanssa. Voimalaitoksen kattilan toiminta perustuu kuplivaan leijukerrostekniikkaan. Diplomityössä selvitettiin, mitä muutoksia kierrätyspolttoaineiden käyttö vaatii leijukerrospoltossa verrattuna hakkeen ja turpeen polttoon. Kierrätyspolttoaineena käytetään hyvälaatuista kierrätyspuuta. Kierrätyspuun käytössä sovelletaan jätteenpoltto-asetusta. Jätteenpolttoasetus määrää tiukemmat päästöjen raja-arvot rinnakkaispoltolle kuin hakkeen ja turpeen poltolle sekä jatkuvatoimiset savukaasujen mittauslaitteet. Rinnakkaispolton hiukkasmaisten päästöjen tiukempi raja-arvo vaatii tehokkaamman sähkösuodattimen. Lisäksi kierrätyspuuta käytettäessä tulistimen materiaaliin tulee olla kestävämpää, mikä aiheuttaa huomattavan lisäinvestoinnin. Työn päätavoitteena oli selvittää, onko kierrätyspuun käyttö taloudellisesti kannattavaa. Oletetulla kierrätyspuun hinnalla 10 €/MWh kierrätyspuuta polttavan voimalaitoksen takaisinmaksuaika on sama kuin haketta polttavan laitoksen ja vuoden lyhyempi kuin turvetta polttavan laitoksen. Tulokseksi saatiin, että rinnakkaispoltto käyttö on taloudellisesti kannattavaa hakkeenpolttoon nähden jos kierrätyspuun hinta on alle 11,2 €/MWh. Kierrätyspuun polttoon liittyy toiminnallinen riski, koska vastaavanlaisia rinnakkaispolttolaitoksia ei ole aiemmin rakennettu.

Arinakattilan lämmönsiirron laskentamallin kehittäminen

Kattilalaitosten polttoaineen syötössä ilmenevät häiriöt ja biopolttoaineiden laatuvaihtelut aiheuttavat epävakaata palamista ja tekevät prosessin hallinnasta vaikeampaa. Polttoaineen laatuvaihtelut vaikuttavat koko prosessiin ja näkyvät lopulta myös höyryntuotannossa. Kompensoinnilla pyritään estämään häiriöiden suuret vaikutukset höyryn tuotantoon. Tarkoituksena on saada kattilan toiminta ja tehon tuotanto tasaisemmaksi ja helpommin hallittavaksi. Tässä diplomityössä tarkastellaan polttoaineen ominaisuuksien, säteilylämmönsiirron sekä säätöjen vaikutusta toisiinsa ja merkitystä kattilan toiminnan kannalta. Työssä muodostetaan säteilylämmönsiirron laskentamalli arinakattilan tulipesälle käyttäen hyväksi hyvin sekoittuneen tulipesän menetelmää. Menetelmällä voidaan määrittääsavukaasujen keskimääräinen lämpötila tulipesässä, lämpövirta tulipesän seiniin tai poltossa vapautuva lämpöteho. Mallin avulla voidaan paremmin ymmärtää prosessin käyttäytymistä polttoaineen laadun muuttuessa sekä helpottaa ja nopeuttaa kattilan käyttäytymisen ennustamista. Laskentamalli tehtiin Excel –laskentaohjelmaan, jossa se testataan. Verifioinnin jälkeen malli on tarkoitus siirtää toimimaan apros –simulointiympäristöön.

Bioprocessos para remoção de dióxido de carbono e óxido de nitrogênio por micro-algas visando a utilização de gases gerados durante a combustão do carvão

The aim of this work was to study the removal of CO2 and NO by microalgae and to evaluate the kinetic characteristics of the cultures. Spirulina sp. showed µmax and Xmax (0.11 d-1, 1.11 g L-1 d-1) when treated with CO2 and NaNO3. The maximum CO2 removal was 22.97% for S. obliquus treated with KNO3 and atmospheric CO2. The S. obliquus showed maximum NO removal (21.30%) when treated with NO and CO2. Coupling the cultivation of these microalgae with the removal of CO2 and NO has the potential not only to reduce the costs of culture media but also to offset carbon and nitrogen emissions.

Monoglicerídeos: produção por via enzimática e algumas aplicações

Monoglycerides (MAG) are non-ionic surfactants, widely used in the pharmaceutical, food and cosmetic industries. Although MAGs are manufactured on an industrial scale by chemical glycerolysis of oils and fats, new developments in lipase catalyzed synthesis have been studied as an alternative to the classical method seeking to use clean technology and green chemistry. In this work, different methods such as glycerolysis, selective hydrolysis of fats and oils, and esterification of fatty acids or transesterification of esters with glycerol are presented. The properties and applications of the monoglycerides are also included in this review.

Conteúdo lipídico e composição de ácidos graxos de microalgas expostas aos gases CO2, SO2 e NO

The objective of the present work was to verify the lipid content and the fatty acid composition of the microalgae Spirulina sp., Scenedesmus obliquus, Synechococcus nidulans and Chlorella vulgaris cultivated in a medium containing CO2, SO2 and NO. The microalga Scenedesmus obliquus presented the highest lipid content (6.18%). For the other microalgae the lipid content ranged from 4.56 to 5.97%. The major monounsaturated fatty acids content was 66.01% for S. obliquus. The PUFA were obtained in major amount by the microalgae Spirulina sp. (29.37%) and S. nidulans (29.54%). The palmitoleic acid was in larger amount, with 41.02% concentration (Spirulina sp.).

Perda química de carbono e cinética do crescimento celular em cultivos de Spirulina

Photosynthetic microorganism cultures, such as microalgae, represent one of the alternatives for fossil CO2 emissions mitigation. Carbon supply is the major cost component in microalgal cultures. Aiming to enhance the dissolved inorganic carbon uptake efficiency in microalgal cultures, Spirulina sp LEB-18 was cultivated in mediums containing NaHCO3 concentrations ranging from 2.8 to 100 g L-1. Results indicated that lower dissolved inorganic carbon concentratios (2.8 g L-1 NaHCO3) produce higher growth parameters (Xmax = 0.75 g L-1; Pmax = 0.145 g L-1 d-1; µmax = 0.254 d-1) and lower carbon losses (13.61%). At 50 g L-1 of NaHCO3 cell growth was inhibited and carbon losses reached 38.73%.