Transesterificación catalítica asistida por ultrasonido del biodiésel derivado del aceite de Ceiba Pentandra (kapok) utilizando nanopartículas de hierro inmovilizadas
Autores: Pasawan, Mithileth; Chen, Shiao-Shing; Das, Bhanupriya; Chang, Hau-Ming; Chang, Chang-Tang; Nguyen, Thi Xuan Quynh; Ku, Hong-Ming; Chen, Yue-Fang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Transesterificación catalítica asistida por ultrasonido del biodiésel derivado del aceite de Ceiba Pentandra (kapok) utilizando nanopartículas de hierro inmovilizadas
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Nanopartículas magnéticas
Enzima inmovilizada
Producción de biodiésel
Transesterificación catalítica
Aceite de kapok
Ultrasonido
Licencia
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Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las enzimas inmovilizadas incrustadas en las nanopartículas magnéticas (FeO-NPs) son una nueva aplicación para la producción sostenible de biodiésel de alta calidad. En este estudio, el biodiésel se deriva del aceite de kapok mediante un método de transesterificación catalítica asistida por ultrasonido (US). Se realiza un intento novedoso de preparar nanopartículas magnéticas incrustadas con una enzima inmovilizada para resolver el problema de la desnaturalización de la enzima. Este método innovador resultó en una conversión óptima de biodiésel del 89 +/- 1.17% bajo una relación molar de reactantes (metanol: aceite) de 6:1, con una carga de catalizador del 10% en peso y un tiempo de reacción de 4 horas a 60 grados Celsius. El estudio cinético y térmico revela que la conversión del aceite de kapok a biodiésel sigue una cinética de reacción de pseudo primer orden con un E menor de 30.79 kJ/mol. Se encontró que el H era de 28.06 kJ/mol con un S correspondiente de -237.12 J/mol·K para la formación de Éster Metílico de Ácido Graso. El G se calculó entre 102.28 y 109.40 kJ/mol para temperaturas de 313 K a 343 K. El valor positivo de H y G indica una reacción endotérmica y no espontánea. Un S negativo indica que el reactante en el estado de transición posee un grado más alto de geometría ordenada que en su estado fundamental. Los catalizadores inmovilizados proporcionaron grandes ventajas para la separación del producto y la producción eficiente de biodiésel. Destacados: 1. Se utilizó una transesterificación catalítica efectiva asistida por el método de ultrasonido para la producción de biodiésel. 2. Se utilizaron nanopartículas de magnetita sintetizadas por el método de co-precipitación como catalizadores heterogéneos. 3. Se incrustó una enzima inmovilizada (Rhizopus-oryzae) en el catalizador heterogéneo, ya que es reutilizable y rentable. 4. El rendimiento máximo de biodiésel obtenido del aceite de kapok fue del 93 +/- 1.04% mediante reacciones de transesterificación catalítica.
Descripción
Las enzimas inmovilizadas incrustadas en las nanopartículas magnéticas (FeO-NPs) son una nueva aplicación para la producción sostenible de biodiésel de alta calidad. En este estudio, el biodiésel se deriva del aceite de kapok mediante un método de transesterificación catalítica asistida por ultrasonido (US). Se realiza un intento novedoso de preparar nanopartículas magnéticas incrustadas con una enzima inmovilizada para resolver el problema de la desnaturalización de la enzima. Este método innovador resultó en una conversión óptima de biodiésel del 89 +/- 1.17% bajo una relación molar de reactantes (metanol: aceite) de 6:1, con una carga de catalizador del 10% en peso y un tiempo de reacción de 4 horas a 60 grados Celsius. El estudio cinético y térmico revela que la conversión del aceite de kapok a biodiésel sigue una cinética de reacción de pseudo primer orden con un E menor de 30.79 kJ/mol. Se encontró que el H era de 28.06 kJ/mol con un S correspondiente de -237.12 J/mol·K para la formación de Éster Metílico de Ácido Graso. El G se calculó entre 102.28 y 109.40 kJ/mol para temperaturas de 313 K a 343 K. El valor positivo de H y G indica una reacción endotérmica y no espontánea. Un S negativo indica que el reactante en el estado de transición posee un grado más alto de geometría ordenada que en su estado fundamental. Los catalizadores inmovilizados proporcionaron grandes ventajas para la separación del producto y la producción eficiente de biodiésel. Destacados: 1. Se utilizó una transesterificación catalítica efectiva asistida por el método de ultrasonido para la producción de biodiésel. 2. Se utilizaron nanopartículas de magnetita sintetizadas por el método de co-precipitación como catalizadores heterogéneos. 3. Se incrustó una enzima inmovilizada (Rhizopus-oryzae) en el catalizador heterogéneo, ya que es reutilizable y rentable. 4. El rendimiento máximo de biodiésel obtenido del aceite de kapok fue del 93 +/- 1.04% mediante reacciones de transesterificación catalítica.