Lipase-catalyzed synthesis of biodiesel from acid oil in fixed bed reactor

Acid oil, which is a by-product in vegetable oil refining, mainly contains free fatty acids (FFAs) and acylglycerols and is a feedstock for production of biodiesel fuel now. The transesterification of acid oil and methanol to biodiesel was catalyzed by immobilized Candida lipase in fixed bed reactors. The reactant solution was a mixture of acid oil, water, methanol and solvent (hexane) and the main product was biodiesel composed of fatty acid methyl ester (FAME) of which the main component was methyl oleate. The effects of lipase content, solvent content, water content temperature and flow velocity of the reactant on the reaction were analyzed. The experimental results indicate that a maximum FAME content of 90.18% can be obtained in the end product under optimum conditions. Most of the chemical and physical properties of the biodiesel were superior to the standards for 0(#) diesel (GB/T 19147) and biodiesel (DIN V51606 and ASTM D6751).

ESEM study of authigenic chlorite acid sensitivity in sandstone reservoirs

The effect of HCl on authigenic chlorite in three different sandstones has been examined uisng an Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM), together with conventional analytical techniques. The ESEM enabled chlorites to be directly observed in situ at high magnifications during HCl treatment, and was particularly effective in allowing the same chlorite areas to be closely compared before and after acid treatment. Chlorites were reacted with 1M to 10M HCl at temperatures up to 80°C and for periods up to five months. After all treatments, chlorites show extensive leaching of iron, magnesium and aluminum, and their crystalline structure is destroyed. However, despite these major compositional and structural changes, chlorites show little or no visible evidence of acid attack, with precise morphological detail of individual plates preserved in all samples following acid treatments. Chlorite dissolution, sensu stricto, did not occur as a result of acidization of the host sandstones. Acid-treated chlorides are likely to exits in a structurally weakened state that may make them susceptible to physical disintegration during fluid flow. Accordingly, fines migration may be a significant engineering problem associated with the acidization of chlorite-bearing sandstones. © 1993.

Produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleo de soja ácido por via enzimática

Neste trabalho, foi estudada a transesterificação enzimática do óleo de soja com álcool catalisada por lipase comercial imobilizada. Inicialmente 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) na síntese de biodiesel utilizando óleo de soja refinado. A melhor temperatura observada para as reações empregando Lipozyme TL IM e Lipozyme RM IM foi de 50C, enquanto que para a Novozym 435, a temperatura ótima foi de 70C. O maior teor em biodiesel (~60%) foi obtido na etanólise do óleo de soja a 70C utilizando Novozym 435 a 5% m/m. Também foi avaliada a síntese de biodiesel por via enzimática a partir da etanólise de óleos ácidos com índice de acidez (IA) (de 8,5, 54,4 e 93,7). A conversão do ácido graxo livre foi superior a 90% nas reações conduzidas com Novozym 435 nas reações com os três óleos ácidos testados. O teor em biodiesel foi próximo a 50% na etanólise do óleo de soja com índice de acidez de 8,5 empregando Lipozyme TL IM, porém para índices de acidez maiores este rendimento diminuiu. Para as reações conduzidas com Lipozyme RM-IM, o teor em biodiesel manteve-se em torno de 30% para todos os óleos ácidos investigados. A etanólise do óleo de soja refinado empregando reator de leito fixo em modo contínuo, a 50C, foi investigada variando a velocidade espacial dos reagentes (0,255 e 0,508 h-1), o tipo de lipase (Novozym 435, Lipozyme RM-IM e Lipozyme TL-IM) e a possibilidade de reuso do biocatalisador após lavagem com butanol. Na reação com Novozym 435, o teor em biodiesel foi de aproximadamente 50% e se manteve estável durante 4,5 h para as duas velocidades espaciais testadas. A lipase Lipozyme TL-IM apresentou teor em biodiesel maior do que o obtido nas reações com os outros biocatalisadores (~80%), porém não apresentou a mesma estabilidade. Foi observada uma queda significativa na produção de biodiesel nas reações empregando o reuso do biocatalisador

酸化油固定床酶法合成生物柴油研究

酸化油是油脂工业中以皂脚、油脚经酸化处理得到的产品。它的主要成分是游离脂肪酸及中性油，是生产脂肪酸的重要原料，但生产过程中有水解废水的产生，若将其直接排放，既污染了环境又浪费了资源。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯（fatty acid methyl ester，FAME）。它具有原料丰富而且可再生、可生物降解、无毒、不含芳香烃、二氧化硫等污染物、燃烧排放低、闪点高、运输储存安全等特点。作为石化柴油的潜在替代能源，生物柴油因其独特的优越性和现实的需求越来越受到关注。利用酸化油生产生物柴油不仅可以缓解生物柴油原料不足问题，还可解决酸化油所带来的环境问题。

The convertion of acid oil to biodiesel by use of immobilized Candida lipase absorbed on textile cloth was studied in a fixed bed reactor, which can not only reduce the environmental pollution of acid oil, but also produce a substitute for petroleum diesel. The acid oil mixed with methanol was pumped into three fixed bed reactors in series, and the methanol was added with the molar flow rate same as the acid oil in each reactor. The effects of enzyme content, solvent content, water content, flow rate of reactant and temperature on the enzymatic reaction were analyzed. The result of orthogonal experiments indicates that the optimal transesterification can be performed under the following conditions： immobilized lipase content in acid oil, 20% ; hexane content in acid oil, 10% ; water content in acid oil, 10%, reaction temperature, 50 ℃ ; and flow rate of reactant, 0.08 g/rain. Under these conditions, the FAME content of 90.18% in the product is obtained. The immobilized lipase can be reused with relatively stable activity after glycerol being removed from the surface. By refining, most of the chemical and physical properties of biodiesel will meet the American and Germany biodiesel standards and exceed the Chinese standard of 0^# petroleum diesel except for carbon residue, density and kinematic viscosity.

酸化油固定床酶法合成生物柴油研究

以固定化的假丝酵母酶为催化剂，在三段式固定床反应器内，醇油摩尔比为1：1，采用分级流加甲醇的方式，将高酸值的酸化油转化为生物柴油，探讨了酶量、溶剂量、水量、温度、反应液流速等与产物中甲酯含量的关系。正交实验结果表明，反应的最适条件为酶用量、溶剂量、水量分别为油重的15％、10％、10％，反应液流速为0.8g·min^-1，温度为45℃，在此条件下，产物中甲酯含量达到了90．18％。

Production of biodiesel from soapstock using an ion-exchange resin catalyst

The feasibility of biodiesel production from soapstock containing high water content and fatty matters by a solid acid catalyst was investigated. Soapstock was converted to high-acid acid oil (HAAO) by the hydrolysis by KOH and the acidulation by sulfuric acid. The acid value of soapstock-HAAO increased to 199.1 mg KOH/g but a large amount of potassium sulfate was produced. To resolve the formation of potassium sulfate, acid oil was extracted from soapstock and was converted to HAAO by using sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS). The maximum acid value of acid oil-HAAO was 194.2 mg KOH/g when the mass ratio of acid oil, sulfuric acid, and water was 10:4:10 at 2% of SDBS. In the esterification of HAAO using Amberylst-15, fatty acid methyl ester (FAME) concentration was 91.7 and 81.3% for soapstock and acid oil, respectively. After the distillation, FAME concentration became 98.1% and 96.7% for soapstock and acid oil. The distillation process decreased the total glycerin and the acid value of FAME produced a little.

Novel biodiesel production technology from soybean soapstock

This paper describes an attractive method to make biodiesel from soybean soapstock (SS). A novel recovery technology of acid oil (AO) from SS has been developed with only sulfuric acid solution under the ambient temperature (25 +/- 2 degrees C). After drying, AO contained 50.0% FFA, 15.5% TAG 6.9% DAG 3.1% MAG 0.8% water and other inert materials. The recovery yield of AO was about 97% (w/w) based on the total fatty acids of the SS. The acid oil could be directly converted into biodiesel at 95 degrees C in a pressurized reactor within 5 hours. Optimal esterification conditions were determined to be a weight ratio of 1 : 1.5 : 0.1 of AO/methanol/sulfuric acid. Higher reaction temperature helps to shorten the reaction time and requires less catalyst and methanol. Ester content of the biodiesel derived from AO through one-step acid catalyzed reaction is around 92%. After distillation, the purity of the biodiesel produced from AO is 97.6% which meets the Biodiesel Specification of Korea. The yield of purified biodiesel was 94% (w/w) based on the total fatty acids of the soapstock.

Efeito do processamento da soja integral sobre a energia metabolizável e a digestibilidade dos aminoácidos para aves

Essa pesquisa foi desenvolvida para se avaliar o valor nutricional da soja integral submetida a diferentes processamentos. Quatro ensaios de metabolismo foram conduzidos para determinar os coeficientes de digestibilidade da matéria seca (CDMS), do extrato etéreo (CDEE) e dos aminoácidos e os valores de energia metabolizável aparente e verdadeira da soja integral desativada (SID) e extrusada (SIE) e das misturas de farelo de soja com óleo degomado de soja (FSO) ou com óleo ácido de soja (FSOA). Nos ensaios um e dois, utilizou-se a metodologia tradicional de coleta total de excretas com pintos e galos, respectivamente. A metodologia da alimentação forçada com galos adultos intactos foi utilizada no ensaio três, e com galos cecotomizados, no ensaio quatro. Os CDMS e CDEE e a energia metabolizável determinados com galos foram superiores aos determinados com pintos. Os maiores valores de CDMS, CDEE e de energia metabolizável foram obtidos para FSO, seguidos pelos da SIE e FSOA, e os menores, para a SID. O processo de extrusão proporcionou melhores resultados no aproveitamento da gordura do grão de soja e, conseqüentemente, da energia. Entretanto, a digestibilidade dos aminoácidos não foi influenciada pelos processamentos. Os diferentes processamentos conferiram à soja integral características nutricionais que se distinguiram, principalmente quanto ao valor de energia metabolizável, que também variou com a idade das aves.

Valor energético do óleo ácido de soja para aves

A escassez de valores confiáveis de energia metabolizável tem limitado o uso do óleo ácido de soja como fonte de energia, nas rações de aves. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da idade da ave e do método de determinação nos valores de energia metabolizável do óleo ácido de soja comercial. No primeiro e segundo ensaios, foi utilizado o método da coleta total de excretas, com pintos de 12 a 20 dias de idade e com galos adultos, respectivamente. No terceiro ensaio, foi utilizado o método Sibbald com galos adultos. em todos os ensaios, utilizou-se uma ração-referência e uma ração-teste, composta por 10% de óleo ácido de soja e 90% da ração de referência. No método da coleta total de excretas, a energia metabolizável aparente corrigida determinada foi de 7.488 e de 8.610 kcal kg-1 de matéria seca para pintos e galos, respectivamente. A energia metabolizável verdadeira corrigida, determinada pelo método Sibbald, com galos, foi de 8.195 kcal kg-1 de matéria seca. Os valores de energia metabolizável, determinados com galos, foram superiores aos determinados com pintos. Portanto, na formulação de rações para aves, deve-se considerar as diferenças nos valores energéticos do óleo ácido de soja, para aves jovens e adultas.

Avaliação das condições de secagem no rendimento e na qualidade do óleo de linhaça (Linum usitatissimum L.)

De origem asiática, a semente de linhaça (Linum usitatissimum L.) pertence à família das Lináceas e é obtida a partir do linho. A semente da linhaça é ainda a maior fonte alimentar de lignanas, compostos fotoquímicos parecidos com o estrogênio, que podem desempenhar ação anticancerígena. Rica em fibras solúveis tem aproximadamente 40% do seu peso composto por óleos ricos em Ômega 3, entre os quais se destaca o α-linolênico. A secagem é a operação unitária segundo o qual ocorre eliminação da água por evaporação ou sublimação, presente em um material, mediante a aplicação de calor com condições controladas. Visando averiguar o comportamento das sementes de linhaça durante a operação de secagem, o presente trabalho teve como objetivo principal realizar o planejamento experimental e analisar estatísticamente os resultados empregados para quantificar a influência da temperatura do ar (T), tempo de secagem (t), velocidade do ar de fluidização (Uf) e carga de sólidos (Cs), sobre a razão de umidade (Xr), rendimento em óleo (Rend.) e os parâmetros oleoquimicos. A estimativa do ponto ótimo de operação foi determinada em função das variáveis de entrada aplicando o conceito de desejabilidade global. Dentre as condições estabelecidas neste trabalho, o valor ótimo da Função Desejabilidade é quando T é deslocada próximo ao nível alto (72 oC), t para o mínimo (3 h), Uf para o ponto próximo ao central (0,83 m/s) e a Cs para o nível alto (500g), obtendo-se assim: 0,126 para Xr; 36,92 % para Rend.; 4,51 mg KOH/g para IA; 22,52 meqO2/Kg IP e 0,31% para DC. Foram obtidas as isotermas de dessorção das sementes de linhaça nas temperaturas de 40, 60 e 80°C. Os dados experimentais foram avaliados usando seis modelos matemáticos. A entalpia e a entropia diferencial de dessorção foram estimadas por meio das relações de Clausius-Clapeyron e Gibbs-Helmholtz, respectivamente. Os modelos de GAB e Peleg ajustaram adequadamente os dados experimentais. A teoria da compensação entalpia-entropia foi aplicada com sucesso às isotermas de dessorção e indica que o mecanismo de dessorção de umidade das sementes de linhaça pode ser considerado como controlado pela entalpia. A secagem das sementes de linhaça previamente umidificadas foram avaliadas em um secador de leito fixo e fluidizado, as corridas experimentais foram realizadas nas temperaturas de 40, 60 e 80°C, dentre dos cinco modelos propostos, o modelo de Midilli et al, foi o melhor modelo que melhor ajustou aos dados experimentais. Foi observado que a difusividade efetiva para as sementes de linhaça aumentou com a elevação da temperatura do ar de secagem para a secagem em leito fixo e fluidizado. A dependência da difusividade em relação à temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, por meio da qual se estimou para ambos os processos de secagem.

Near infrared reflectance as a rapid and inexpensive surrogate measure for fatty acid composition and oil content in peanuts (Arachis hypogaea L.)

The fatty acid composition of ground nuts (Arachis hypogaea L.) commonly known as peanuts, is an important consideration when a new variety is being released. The composition impacts on nutrition and, importantly, self-life of peanut products. To select for suitable breeding material, it was necessary to develop a rapid, non-derstructive and cost-efficient method. Near infrared spectroscopy was chosen as that methodology. Calibrations were developed for two major fatty-acid components, oleic and linoleic acids and two minor components, palmitic and stearic acids, as well as total oil content. Partial least squares models indicated a high level of precision with a squared multiple correlation coefficient of greater than 0.90 for each constitutent. Standard errors for prediction for oleic, linoleic, palmitic, stearic acids and total oil content were 6.4%, 4.5%, 0.8%, 0.9% and 1.3% respectively. The results demonstrated that reasonable calibrations could be developed to predict oil composition and content of peanuts for a breeding programme.

Studies in the sandalwood-oil series. I. The structure, synthesis, and configuration of the lactone of tricycloekasantalic acid

The structure, synthesis, and configuration of the lactone of tricycloekasantalic acid have been described. It has been shown that in the formation of this lactone (XII) from the acids (I) or (II) a rearrangement is involved.

Polyanhydrides of Castor Oil-Sebacic Acid for Controlled Release Applications

A family of high molecular weight castor oil (CO)-based biodegradable polyanhydrides was synthesized by a catalyst-free melt-condensation reaction between prepolymers of CO and sebacic acid (SA). The structure of the polymers was characterized by H-1 NMR and Fourier transform infrared spectroscopy, which indicated the formation of the anhydride bond along the polymer backbone. Thermal analysis and X-ray diffraction confirmed the semicrystalline nature of the polymers. Incorporation of SA enhanced the crystallinity of the polymer. The hydrophobic nature of these polymers was revealed by contact angle goniometry. Water wettability decreased with increase in SA content. Compressive tests demonstrated a sharp increase in strength and decrease in ductility with increasing SA content. In vitro hydrolytic degradation studies indicated surface-eroding behavior. The degradation rate decreased with an increase of SA content in the polymers because of increased crystallinity. The release studies of both hydrophobic and hydrophilic dyes followed zero-order kinetics. In vitro cell studies to assess the cytotoxicity of the polymer confirmed minimal toxicity of the degradation products. Thus, a family of CO-SA polyanhydrides have been synthesized and characterized for controlled release applications where the physical, mechanical, and degradation kinetics can be modulated by varying the weight fraction of the prepolymers.