Evaluation of dolomite as catalyst in the transesterification reaction using palm oil (RBD)
Evaluación de la dolomita como catalizador en la reacción de transesterificación utilizando aceite de palma (RBD)
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v86n209.74126Palabras clave:
Biodiesel, methanolysis, calcium oxide, magnesium oxide, dolomite (en)Biodiesel, metanólisis, oxido de calcio, oxido de magnesio, dolomita (es)
Descargas
In this study, the catalytic activity of dolomite was evaluated for the transesterification of Colombian RBD palm oil with methanol, carried out in a batch reactor at 333,15K and 600rpm. The activated dolomites (calcined at 1073.15K for 2h) were characterized by scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Hammett indicators method, and quantification of the surface area, average pore size and average pore volume BET. The influence of reaction variables such as catalyst amount (%wt /wt) and methanol / palm oil molar ratio (mole/mole) was investigated. Under the suitable reaction conditions, the amount of calcined dolomite equal to 4% (wt /wt) based on the weight of oil, the methanol-oil molar ratio equal to 9:1, and the reaction time = 1h, the methyl ester content of 82.67% of fatty acid methyl esters (FAME) can be achieved.
En el presente estudio se investigó la actividad de la dolomita como catalizador en la transesterificación con metanol del aceite de palma RBD colombiano, llevada a cabo en un reactor tipo Batch a 333.15 K y 600 rpm. Se efectuó la caracterización de la dolomita calcinada a 1073.15K por 2 horas, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), cuantificación del área superficial, diámetro de poro y volumen de poro BET y medición de la fuerza básica de la superficie del catalizador por medio de la prueba de Hammett. Igualmente, la influencia de la cantidad de catalizador (% m/m) y la relación molar metanol-aceite (mol/mol) fue investigada. El máximo rendimiento obtenido fue 82.67% de esteres metílicos de ácidos grasos (FAME) a una relación molar metanol aceite de 9:1 (mole/mole), 4% (m/m) de catalizador a 1 h de reacción.
Referencias
Federación Nacional de Biocombustibles - Fedecombustibles. Estadísticas plantas productoras de biodiesel en funcionamiento. 2015. Retrieved from http://www.fedebiocombustibles.com/v3/estadistica-mostrar_info-titulo- Biodiesel.htm
Kiss, A.A., Dimian, A.C., & Rothenberg, G. Solid acid catalysts for biodiesel productions towards sustainable energy. Adv. Synthesis & Catalysis. 348(1-2), pp. 75-81, 2006.
Leca, M., Tcacenco, L., Micutz, M., & Staicu, T. Optimization of biodiesel production by transesterification of vegetable oils using lipases. Romanian Biotechnological Letters, 15(5), pp. 5618- 5630, 2010.
Abbaszaadeh, A., Ghobadian, B., Omidkhah, M. R., & Najafi, G. Current biodiesel production technologies: A comparative review. Energy Conversion and Management, 63(0), pp. 138-148, 2012
Issariyakul, T., & Dalai, A. K. Biodiesel from vegetable oils. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31(0), pp. 446-471, 2014.
Chouhan, A. P. S., & Sarma, A. K. Modern heterogeneous catalysts for biodiesel production: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(9), pp. 4378-4399, 2011.
Borges, M. E., & Díaz, L. Recent developments on heterogeneous catalysts for biodiesel production by oil esterification and transesterification reactions: A review. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 16(5), pp. 2839-2849, 2012.
Otero, M.A., & Pividal, A.J. Geología. Bogotá: Laberinto. 1999.
Tarbuck J. E., & Lutgens, F.K.Ciencias de la tierra, una introducción a la geología física. Madrid: Prentice Hall Iberia. 2000.
Ilgen, O. Dolomite as a heterogeneous catalyst for transesterification of canola oil. Fuel Processing Technology, 92(3), pp. 452–455, 2011.
Wei Sheng, W., Kiat, H., Gan, S., & Huey Tan, S. Evaluation of palm oil mill fly ash supported calcium oxide as a heterogeneous base catalyst in biodiesel synthesis from crude palm oil. Energy Conversion and Management, 88(0), pp. 1667-1668, 2014.
Ngamcharussrivichai, C., Nunthasanti, P., Tanachai, S., & Bunyakiat, K. Biodiésel production through transesterification over natural calciums. Fuel Processing Technology, 91(11), pp. 1409-1415, 2010.
Ngamcharussrivichai, C.; Wiwatnimit, W.; Wangnoi, S. Modified dolomites as catalysts for palm kernel oil transesterification, J. of
Molecular Catalysis A: Chemical, 276(1-2), pp. 24–33, 2007.
Jaiyen, S., Naree, T., & Ngamcharussrivichai, C. Comparative study of natural dolomitic rock and waste mixed seashells as heterogeneous catalysts for the methanolysis of palm oil to biodiesel. Renewable Energy, 74(0), pp. 433-435, 2015.
NTC 336. Grasas y aceites animales y vegetales. Método de la determinación de la densidad-masa por volumen convencional. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA, Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec), Bogotá, Colombia, 2002.
NTC 287. Grasas y aceites animales y vegetales. Determinación del contenido de humedad y materia volátil. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA, Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec), Bogotá, Colombia, 2002.
NTC 335. Grasas y aceites vegetales y animales. Determinación del índice de saponificación. NORMA TÉCNICA COLOMBANA. Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec), Bogotá, Colombia, 1998.
NTC. 218. Grasas y aceites vegetales y animales. Determinación del índice de acides y de la acidez. NORMA TÉCNICA COLOMBANA, Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec), Bogotá, Colombia, 2011.
Niño, N., & Roncancio, P. Efecto de la temperatura y de la concentración de grupos OH del catalizador heterogéneo MgO-KOH en la producción de biodiésel a partir de aceite de girasol. Tesis de pregrado Fac. Ciencias Naturales e Ingenierias, Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, Bogotá, Colombia, pp 7, 2014.
Rojas, A.F., Girón, E., & Torres, H.G. Variables de operación en el proceso de transesterificación de aceites vegetales: una revisión. Catálisis química. Ingeniería e Investigación, 30(1), pp. 17-21. 2009.
Suryaputra, W., Winata, I., Indraswati, N., & Ismadji, S. Waste capiz (amusium cristatum) shell as a new heterogeneous catalyst for biodiesel production. Renewable Energy, 50(0), pp. 795-799, 2013.
Naureen. R, Tariq. M, Yusoff. I, Chowdhury. A.J.K, & Asharaf. M.A. Synthesis, spectroscopic and chromatographic studies of sunflower oil biodiesel using optimized base catalyzed methanolysis. Saudi Journal of Biological Sciences, 22(3), pp. 332-339, 2015.
Inferhuila.net. Información Técnica Dolomita. 2015. Retrieved from http://www.inferhuila.net/inferhuila/index.php?page=shop.product_details&category_id =6&flypage=flypage.tpl&product_id=55&option=com_virtuemart&Itemid=54
Marques, L., Sousa, N., Sousa D., Loureiro C., Cecilia, J.A., Rodriguez, E., & Silveria, R. Characterization and application ot dolomite as catalytic precursor for canola and sunflower oils for biodiesel production. Chemical Engineering J., 269(0), pp. 35-43., 2015.
Yoosuk, B., Udomsap, P., & Puttasawat, B. Hydration – dehydration technique for property and activity improvement of calcined natural dolomite in heterogeneous biodiesel production: Structural transformation aspect. Applied Catalysis A: General, 395(1-2), pp. 87–94, 2011.
Gallucci, K., Paolini F., Felice, L.D., Courson, C., Foscolo, P.U., & Kiennemann, A. SEM analysis application to study CO2 capture by means of dolomite. Diffus. Fundam, 7(5), pp. 1–11, 2007
Lavat, A.E., Graselli, M.C. Synthesis and Characterization of Ceramic Materials based on the System MgO-CaO-TiO2 from Dolomite. Procedia Materials Science, 8(0), pp. 162-171, 2015.
Lutz, H.D., Möller, H., & Schmidt, M. Lattice vibration spectra. Part LXXXII. Brucite type hydroxides M(OH)2 (M = Ca, Mn Co, Fe, Cd) – IR and Raman spectra, neutron diffraction of Fe(OH)2, J. Molecular Structure, 328(0), pp. 121–132, 1994.
White, W.B. The carbonate minerals in Farmer, V.C., (ed.), The infrared spectra of minerals, Min. Soc. Monogr. 4(0), pp. 227–284, 1974.
Valverde, J. M, Sánchez. P.E & Pérez. L.A. Ca-looping for post combustion CO2 capture: A comparative analysis on the performances of dolomite and limestone. Applied Energy, 138, pp. 202- 215, 2015.
Tamaddon. F, Tayefi.M, Hosseini.E, & Zare.E. Dolomite (CaMg(CO3)2) as a recyclable natural catalyst in henry, knoevenagel, and michael reactions. J. of Molecular Catalysis A: Chemical, 366(0), pp. 36-42, 2013.
Wang, Y., Hu, S., & Han, H. Utilization of waste freshwater mussel shell as an economic catalyst for biodiesel production. Biomass and Bioenergy, 35(8), pp. 3627–3635, 2011.
Li, J., Li, L., Tong, J., Wang, Y., & Chen, S. Research development on lipase-catalyzed biodiesel. Energy Procedia, 16(B), pp. 1014–1021, 2011.
Carraretto, C., Macor, a., Mirandola, a., Stoppato, a., & Tonon, S. Biodiesel as alternative fuel: Experimental analysis and energetic evaluations. Energy, 29(12-15), pp. 2195–2211, 2004
Mutreja, V., Singh, S., & Ali, A. Biodiesel from mutton fat using KOH impregnated MgO as heterogeneous catalysts. Renewable Energy, 16(8), pp. 2253 – 2258, 2011.
Cómo citar
IEEE
ACM
ACS
APA
ABNT
Chicago
Harvard
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
CrossRef Cited-by
1. Anbarasan Thamizhlarasan, Ramamoorthi Vignesh, Ramasamy Anbarasan, Kuo‐Lun Tung. (2022). Synthesis and characterization of functionalized polyvinylidene fluoride (PVDF) and the high temperature catalytic activity of PVDF‐g‐MAH/V2O5 nanocomposite toward transesterification reaction. Polymer Engineering & Science, 62(9), p.3010. https://doi.org/10.1002/pen.26081.
2. Edgar M. Vargas, Duvan O. Villamizar, Márcia C. Neves, Maria I. Nunes. (2021). Pelletized biomass fly ash for FAME production: Optimization of a continuous process. Fuel, 293, p.120425. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120425.
3. S. V. Vasilevich, M. V. Malko, D. V. Degterov, A. N. Asadchyi. (2021). Catalytic properties of a composite material based on belarusian dolomites in relation to the decomposition of pyrolysis tar. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series, 66(4), p.440. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-4-440-448.
Dimensions
PlumX
Visitas a la página del resumen del artículo
Descargas
Licencia
Derechos de autor 2019 DYNA

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.




