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.

Parâmetros da reação de transesterificação etílica com óleo de milho para produção de biodiesel

Foram avaliados, a partir de um delineamento estatístico de um conjunto de ensaios experimentais, os efeitos (i) do tempo; (ii) da velocidade de rotação; (iii) da razão etanol:triglicerídeos; (iv) do tipo e (v) da quantidade do catalisador e (vi) da temperatura da reação de transesterificação de triglicerídeos do óleo de milho com etanol. A magnitude do efeito devido a cada fator, individualmente, afetou o rendimento, em biodiesel, da reação, na seguinte ordem decrescente de efeito (desconsiderando-se o sinal algébrico): quantidade de catalisador > razão molar > tipo de catalisador > velocidade de rotação > tempo > temperatura. Avaliaram-se, também, as interações estatísticas entre as variáveis e suas correlações com os fatores principais da reação.

Sínteses e caracterização de microesferas de poli (álcool vinilico) e sua utilização como suportes para imobilização de lipase produzida por Rhizomucor miehei e seu estudo catalítico na reação de transesterificação do óleo de soja para a produção de biodiesel via rota etílica

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Sínteses e caracterização de novos catalisadores zeolíticos e sua como suportes inorgânicos para imobilização de lipase produzida por Rhizomucor miehei e seu estudo catalítico na reação de transesterificação do óleo de soja para produção de biodiesel

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Síntese de nanocatalisador cerâmico a base de SnO2 pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas aplicado a reação de transesterificação do óleo de babaçu

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Síntese de ligantes quirais pentacíclicos 1,5 e bicíclicos 1,3 di substituídos e suas aplicações como indutores quirais na reação de adição de dietilzinco ao bensaldeído

Neste trabalho foi observado um rearranjodiotrópico do composto quiral (+)-1 o que levou na sua racemização. Verificou-se que esse processoé termicamente permitido pela simetria dos orbitais de fronteira HOMO-LUMO. Posteriormente, constatou-se que o rearranjo não era somente governado pela temperatura, mas também pelas condições reacionais, respeitada a simetria de orbitais. A partir da obtenção dos precursores quirais (−)-40 e (−)-41 através de reação de transesterificação de (±)-40 com acetato de vinila catalisada pela lípase da Cândida rugosa, realizou-se a síntese de uma série de compostos quirais bicíclicos 1,3 di-substituídos, dióis e aminoálcoois. Estes bicíclicos quirais foram testados como indutores quirais na reação de adição enantioseletiva de dietilzinco ao benzaldeído. Observou-se, no caso dos aminoálcoois, que a posição do estereocentro C-O tem uma importância fundamental no processo, determinando o grau de enantioseletividade da reação. Sintetizou-se o aminoálcool (+)-63 o qual foi utilizado na redução enantioseletiva de cetonas pró-quirais através da síntese, in situ, de sua oxazaborolidina.

Purificação da glicerina bruta obtida a partir da transesterificação do óleo de algodão

The crude glycerine is a raw material that can be used in a wide variety of products. Even with all the impurities inherent in the process of being obtained, the crude glycerin is already in a marketable product. However, the market is much more favorable to the commercialization of purified glycerine. The glycerin is a byproduct gotten from the process of transesterification of waste oils and fats in the production of biodiesel. More recently, the deployment of the new Federal Law of Brazil, related to the implementation of energy resources, forces, from 2008, the increase of 2% biodiesel in diesel common with prospects for 5% (B5). Therefore, it is indispensable that new routes of purification as well as new markets are developed. The objective of this work was to purify, through ion exchange, the crude glycerin, obtained from the reaction of transesterification of cottonseed oil. The cottonseed oil was characterized as the fatty acid composition and physical-chemical properties. The process of ion exchange was conducted in batch. In this process were used strong cation, low anion resins and a mixed resin used to de-ionize water. The purified glycerin was characterized as the content of metals. Tests were performed with activated charcoal adsorption, and for this, it was made tests of time contact with coal as well as quantity of coal used. The time of activation, the amount of the activation solution, the contact time of the glycerol solution in resins, the amount and type of resin applied were evaluated. Considering the analysis made with activated charcoal, when the glycerin solution was treated using the resins individually it was observed that in the conditions for treatment with 10 g of resin, 5 hours of contact with each resin and 50 mL of glycerin solution, its conductivity decreased to a cationic resin, increased to the anionic resin and had a variable value with respect to resin mixed. In the treatment in series, there was a constant decrease in the conductivity of the solution of glycerin. Considering two types of treatment, in series and individually, the content of glycerol in glycerin pre-purified solution with the different resins varied from 12,46 to 29.51% (diluted solution). In analysis performed without the use of activated charcoal, the behavior of the conductivity of the solution of glycerin were similar to results for treatment with activated charcoal, both in series as individually. The solution of glycerin pre-purified had a glycerol content varying from 8.3 to 25.7% (diluted solution). In relation to pH, it had a behavior in accordance with the expected: acid for the glycerin solution treated with cationic resin, basic when the glycerin solution was treated with the anionic resin and neutral when treated with the mixed resin, independent of the kind of procedure used (with or without coal, resins individually or in series). In relation to the color of the glycerin pre-purified solution, the resin that showed the best result was the anionic (colorless), however this does not mean that the solution is more in pure glycerol. The chromatographic analysis of the solutions obtained after the passage through the resins indicated that the treatment was effective by the presence of only one component (glycerol), not considering the solvent of the analysis

Síntese de ésteres graxos de chlorella sp. utilizando os processos de extração-transesterificação e transesterificação in situ

Este trabalho teve como objetivo realizar estudo comparativo dos processos de extração-transesterificação e transesterificação in situ para a síntese de ésteres metílicos e etílicos a partir da microalga Chlorella sp. Utilizando o processo de extração-transesterificação, a extração dos lipídeos foi realizada a partir da biomassa seca de Chlorella sp., pelo uso de três diferentes solventes, clorofórmio:metanol, etanol e metanol, sendo o maior rendimento, 12,3%, obtido com a mistura clorofórmio:metanol (2:1 v/v). Independente do solvente extrator utilizado, as frações lipídicas obtidas apresentaram altos índices de acidez que variaram de 39,39 a 112,76 mg KOH/g. Após, os ésteres alquilicos graxos foram obtidos através da transesterificação das frações lipídicas realizada com metanol e etanol (razão molar álcool:extrato lipidico, 30:1) na presença de 10% de H2SO4 como catalisador a temperatura de 100 oC por 4h. A transesterificação in situ (alcoolise direta) aplicada a biomassa de Chlorella sp, foi realizada a 60 e 100 oC por 4 h usando 20% de H2SO4 com base na biomassa seca. A reação foi realizada a partir de 50 g de biomassa seca na presença de 150 mL de álcool (etanol ou metanol) A partir do método de transesterificação in situ foram obtidos maiores rendimentos de ésteres alquilicos graxos (11,0%), quando comparado ao processo de extração-transesterificação (8,1%). Os produtos purificados apresentaram teores de ésteres que variaram de 75,4% a 99,8%. A variação da temperatura de reação da transesterificação in situ não teve influência significativa nos rendimentos dos produtos.

Otimização Energética na Produção de Biodiesel

Enquadrado num contexto cada vez mais marcado pela necessidade imperiosa de adoção e desenvolvimento de práticas ambientais e energeticamente sustentáveis, este trabalho visa contribuir para a caracterização e otimização do consumo de energia na produção de biodiesel. O biodiesel pode ser encarado como uma boa resposta aos graves problemas que os combustíveis fósseis estão a provocar nas sociedades modernas, pois é uma fonte de energia biodegradável, não-tóxica e sintetizada a partir de várias matérias-primas. Porém, o elevado custo de produção, como consequência do elevado preço das matérias-primas, constitui o maior problema para a sua implementação e comercialização a grande escala. A produção de biodiesel é, em sua quase totalidade, conduzida por via de reação de transesterificação, usando óleo vegetal e álcool como matérias-primas. O objetivo geral deste trabalho é otimizar energeticamente um processo de produção de biodiesel, via catálise homogênea alcalina (BCHA). Para alcançar esse objetivo, um fluxograma típico de produção foi construído e analisado, tanto do ponto de vista energético como econômico. Posteriormente oportunidades de otimização do processo foram identificadas, no sentido de reduzir o consumo de utilidades, impacto ambiental e aumentar a rentabilidade econômica. A construção do processo, a caracterização da alimentação, os critérios de operacionalidade, a obtenção de resultados e demais fatores foram efetuados com auxílio de um software de simulação Aspen Plus versão 20.0 criado pela Aspen Technology products. Os resultados do trabalho revelaram que o processo BCHA produz uma corrente com 99,9 % em biodiesel, obedecendo às normas internacionais em vigor. Na parte energética, o processo BCHA base necessitou de 21.405,1 kW em utilidades quentes e 14.886,3 kW em utilidades frias. A integração energética do processo BCHA, segundo a metodologia pinch, permitiu uma redução das necessidades quentes para 10.752,3 kW (redução de 50 %) e frias para 4.233,5 kW (redução de 72 %). A temperatura no ponto de estrangulamento (PE) foi de 157,7 ºC nas correntes quentes e 147,7 ºC nas correntes frias. Em termos econômicos, o custo total é reduzido em 35% com a integração energética proposta. Essa diminuição, deve-se sobretudo à redução do custo operacional, onde as necessidades de vapor de muita alta pressão (VMAP), vapor de alta pressão (VAP) e água de resfriamento (AR) apresentaram quebras de 2 %, 92 % e 71 %, respectivamente. Como conclusão final, salienta-se que a integração do processo BCHA estudado é energética e economicamente viável.

Estudo de reatividade e resolução enantiomérica do (+-)-10-exo-hidróxipentaciclo[6.2.1.1 3,6.0 2,7. 0 5.9] dodecan-4-ona

Neste trabalho, realizou-se a síntese do ceto-álcool pentaciclíco (±)-5, assim como o estudo de reatividade do grupo carbonila do mesmo frente a reações de oximação e redução. Realizou-se também a resolução enantiomérica do composto (±)-5 através de reação de transesterificação com acetato de vinila catalisada pela lipase da Candida rugosa. Altos excessos enantioméricos foram obtidos (>95%, RMN) tanto para o álcool (+)-5 quanto para o éster formado (-)-8. Sugere-se a existência de uma interconversão enantiomérica no composto (+)-5, devido a observação de mistura racêmica, quando o mesmo foi analisado por cromatografia gasosa em coluna quiral. Um mecanismo para tal interconversão, o qual envolve um rearranjo intramolecular, é proposto.

7,7-dimetoxi-1,4,5,6-tetraclorobiciclo[2.2.1]heptan-5-en-2-endo-ol : um versátil reagente na síntese de 1,3-aminoálcoois e de ciclopentanóides quirais altamente funcionalizados

Este trabalho relata a síntese de uma série de novos ligantes quirais (+) e (-)-syn-1,3-aminoálcoois derivados do norbornano. Através da reação de transesterificação enzimática com a lípase da Candida rugosa em acetato de vinila do álcool racêmico 7,7-dimetoxi-1,4,5,6-tetraclorobiciclo[2.2.1]heptan-5-en-2-ol, (±)-3, foram obtidos os álcoois quirais (+)-3 e (-)-3 (Esquema 1). Através da reação de redução e descloração destes álcoois com Na0/NH3/etanol foram obtidos os respectivos álcoois (+)-4 e (-)-4 (Esquema 2). Os álcoois quirais (+)-4 e (-)-4 foram utilizados como produtos de partida para a síntese dos 1,3-aminoálcoois quirais (+)-9 e (-)-9 em 5 etapas. Deste modo, a partir destes aminoálcoois (9), foi possível sintetizar 12 novos compostos (Esquema 2), todos inétidos na literatura. Os 1,3-aminoálcoois 10, 11, 13, 14 e 15 foram empregados como catalisadores quirais na adição enantiosseletiva de ZnEt2 ao benzaldeído. Excelentes rendimentos e excessos enantioméricos (até 91%) foram obtidos. A relação entre a configuração absoluta do 1-fenilpropanol com a configuração do carbono ligado ao grupo hidroxila dos ligantes foi estudada e, de acordo, com a enantiosseletividade observada foi sugerido um mecanismo para a reação Os produtos com esqueleto ciclopentila são importantes compostos com potencial atividade biológica, fazendo parte da estrutura de prostaglandinas, agentes antitumorais e inibidores da glicosidase. Portanto, nós decidimos usar o acetato clorado quiral 2 para preparar ciclopentanóides quirais altamente funcionalizados. Para isso, o acetato clorado quiral 2 foi submetido à oxidação usando uma quantidade catalítica de RuCl3 anidro na presença de NaIO4 obtendo-se a dicetona 16 (Esquema 3). A dicetona 16 foi clivada com H2O2 em meio alcalino fornecendo os diácidos 17a e 17b, que foram esterificados in situ com excesso de CH2N2 para fornecer uma mistura do hidroxi e acetoxi diéster 18 e 19, respectivamente. A redução da mistura 18 e 19 ou da mistura 17a e 17b com BH3.THF fornece a lactona 20 com excelentes rendimentos.

Síntese, caracterização e aplicação de LaSBA-15 e como catalisador para obtenção de biodiesel de soja via rota etílica

Biodiesel is an alternative fuel, renewable, biodegradable and nontoxic. The transesterification of vegetable oils or animal fat with alcohol is most common form of production of this fuel. The procedure for production of biodiesel occurs most commonly through the transesterification reaction in which catalysts are used to accelerate and increase their income and may be basic, acid or enzyme. The use of homogeneous catalysis requires specific conditions and purification steps of the reaction products (alkyl ester and glycerol) and removal of the catalyst at the end of the reaction. As an alternative to improve the yield of the transesterification reaction, minimize the cost of production is that many studies are being conducted with the application of heterogeneous catalysis. The use of nano-structured materials as catalysts in the production of biodiesel is a biofuel alternative for a similar to mineral diesel. Although slower, can esterify transesterified triglycerides and free fatty acids and suffer little influence of water, which may be present in the raw material. This study aimed at the synthesis, characterization and application of nano-structured materials as catalysts in the transesterification reaction of soybean oil to produce biodiesel by ethylic route. The type material containing SBA-15 mesoporous lanthanum embedded within rightly Si / La = 50 was used catalyst. Solid samples were characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, nitrogen adsorption and desorption. For the transesterification process, we used a molar ratio of 20:1 alcohol and oil with 0.250 g of catalyst at 60°C and times of 6 hours of reaction. It was determined the content of ethyl esters by H-NMR analysis and gas chromatography. It was found that the variable of conversion obtained was 80%, showing a good catalytic activity LaSBA-15 in the transesterification of vegetable oils via ethylic route

Avaliação do comportamento termoanalítico e oxidativo do biodiesel de mamona

In this work biodiesel was gotten through the transesterification reaction using the oil of castor as source of triglycerides and using the methylic route for obtaining of esters. For the characterization of biodiesel and its mixtures with mineral diesel oil, physical chemical parameters and several analytical techniques had been used, as well as: gas chromatography (GC), nuclear magnetic resonance of proton (1H NMR), infrared spectroscopy (IR) and thermal analysis. The chromatography confirmed the complete reaction of esters in biodiesel presenting a 97,08% conversion. The 1H - NMR presented singlet in 3,6 ppm corresponding to the hydrogen of the group ester RCOO CH3. The infrared presented a strong band in 1741 cm-1 referring to stretching C=O of ester and an average band in 1175 cm-1 referring C O deformation. With the data of thermal analysis it was possible to observe the thermal and oxidative stability of the samples changing the atmospheres of synthetic air and nitrogen, where stages of the thermal decomposition had been verified and had been attributed to the volatilization and/or decomposition of the triacylglycerides. The thermal degradation of the samples was carried through 150 and 210°C during 1, 12, 24 and 48 hours and was observed change in the thermogravimetric profile, therefore an increase in the number of stages of the thermal decomposition also occurred indicating characteristic intermediate composites of polymerization, being this confirmed through the rheological study that presented brusque increase of viscosity. The kinetic study showed that the activation energy has the following order: biodiesel > mineral diesel oil > mixtures biodiesel/diesel

Hidróxidos duplos lamelares aplicados à obtenção de biodiesel

In this paper, the Layered Double Hydroxides (LDH s) type hydrotalcite were synthesized, characterized and tested as basic heterogeneous catalysts for the production of biodiesel by transesterification of sunflower oil with methanol. The synthesis of materials Layered Double Hydroxides (LDH s) by co-precipitation method from nitrates of magnesium and aluminum, and sodium carbonate. The materials were submitted to the variation in chemical composition, which is the amount of Mg2+ ions replaced by Al3+. This variation affects the characteristic physico-chemical and reaction the solid. The molar ratio varied in the range of 1:1 and 3:1 magnesium / aluminum, and their values between 0.2 and 0.33. This study aims to evaluate the influence of variation of molar ratio of mixed oxides derived from LDH s and the influence of impregnation of a material with catalytic activity, the KI, the rate of conversion of sunflower oil into methyl esters (biodiesel) through transesterification by heterogeneous catalysis. .The catalysts were calcined at 550 ° C and characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy of X-ray (SEM / EDS), thermogravimetric analysis (TG) and test basicity. The transesterification reaction was performed for reflux is a mixture of sunflower oil and methanol with a molar ratio of 15:1, a reaction time of 4h and a catalyst concentration of 2% by weight. The physical-chemical characterization of sunflower oil and biodiesel obtained by the route methyl submitted according NBR, EN, ASTM. Subsequently, it was with the chromatographic and thermogravimetric characterizations of oils. The results of chromatographic analysis showed that the catalysts were effective in converting vegetable oil into biodiesel, in particular the type hydrotalcite KI-HDL-R1, with a conversion of 99.2%, indicating the strong influence of the chemical composition of the material, in special due to presence of potassium in the structure of the catalyst

Eficiência do processo de obtenção do biodiesel de girassol usando o catalisador KNO3/Al2O3

It is known that the head office world energetics is leaning in the fossil fuels. However, the world panorama is changing quickly, for linked reasons to three of the humanity's great concerns in that century beginning: environment, global economy and energy. The biodiesel production is based on the transesterificação of vegetable oils or animal fats, using catalysts homogeneous or heterogeneous. The process of heterogeneous transesterificação presents lower conversions in comparison with the homogeneous, however, it doesn't present corrosion problems and it reduces to the occurrence of parallel reactions as saponification. In this sense, this work has for purpose the synthesis of a heterogeneous catalyst, KNO3/Al2O3, that soon afterwards was used in the reaction of transesterificação of the oil of the Helianthus annuus L. (sunflower). The solid materials (it supports and catalyst) they were analyzed by diffraction of ray-X (XRD) and electronic microscope of sweeping (MEV). After the analysis of Al2O3, a structure monophase amorphous tetragonal was verified, with characteristic patterns of that material, what could not be visualized in the difratograma of the catalyst. The biodiesel obtained with 4% wt. of KNO3/Al2O3 it was what obtained a better cinematic viscosity 8,3 mm2/s, comparing with the norms of ANP, and it also presented the best conversion tax in ethyl ésteres, in accordance with the quantitative measure starting from TG, that was of 60%. While the biodiesel with 6% wt. and with 8% wt. of KNO3/Al2O3 it was it that no transesterificou, because it was observed in the analysis termogravimétrica of those two materials, a single thermal event, that it corresponds the decomposition or volatilization of the triglycerides