Evaluation of different supports for immobilization of lipases aiming at the synthesis of biodiesel from the hydroesterification of low quality raw materials

Autor: Santos, Letícia Karen dos [UNESP]
Přispěvatelé: Universidade Estadual Paulista (Unesp), Flumignan, Danilo Luiz
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UNESP
Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
Popis: Submitted by Letícia Karen dos Santos (leticia.k.santos@unesp.br) on 2022-04-13T15:16:40Z No. of bitstreams: 1 Tese_Letícia_2022.pdf: 2941127 bytes, checksum: 54dac369ecfd15d709913c5e164075aa (MD5) Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2022-04-18T11:02:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_lk_dr_araiq_int.pdf: 2941127 bytes, checksum: 54dac369ecfd15d709913c5e164075aa (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-18T11:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_lk_dr_araiq_int.pdf: 2941127 bytes, checksum: 54dac369ecfd15d709913c5e164075aa (MD5) Previous issue date: 2022-03-03 Óleos e gorduras residuais (OGR) e óleos brutos são um desafio para a produção de biodiesel via transesterificação. Neste cenário, surge como alternativa, a hidroesterificação, processo que envolve duas etapas consecutivas, hidrólise seguida de esterificação e que permite o uso de qualquer matéria-prima graxa. Neste trabalho avaliou-se suportes como argila, grafite, partículas magnéticas e geopolímero impresso em 3D para a imobilização da lipase de Candida rugosa para a aplicação na reação de hidrólise, primeira etapa para a produção de biodiesel por hidroesterificação do OGR e óleo de palma bruto. As imobilizações foram testadas por meio de adsorção física e ligação. Os melhores resultados foram obtidos por ligação covalente no suporte de geopolímero impresso em 3D, obtendo um biocatalisador com atividade hidrolítica específica de 815 U/g. Caracterizou-se a atividade do biocatalisador obtendo a melhor ação no pH 3,98 e temperatura de 55 °C. Aplicando-se o biocatalisador na reação de hidrólise do OGR obteve-se conversão de 90,0 % de ácidos graxos com 3 reciclos de 24 horas; já na reação com óleo de palma bruto foi possível obter 94,5 % de conversão. A produção de biodiesel a partir da esterificação, forneceu conversão de ácidos graxos proveniente do OGR de 98,3 % de ésteres metílicos e para os ácidos graxos do óleo de palma bruto 97,1 %. O processo de imobilização da lipase Candida rugosa no suporte de geopolímero impresso em 3D traz tecnologia e inovação para os processos de produção de biodiesel e apresenta uma alternativa viável e sustentável, utilizando matérias-primas de baixo valor agregado, contribuindo para a produção de combustíveis renováveis. Waste cooking oils (OGR) and crude oils are a challenge for production of biodiesel via transesterification. In this scenario, hydroesterification appears as an alternative, a process that involves two consecutive steps, hydrolysis followed by esterification, and which allows the use of any fatty raw material. In this work, supports such as clay, graphite, magnetic particles, and 3D printed geopolymer were evaluated for the immobilization of Candida rugosa lipase for application in the hydrolysis reaction, the first step for the production of biodiesel by hydroesterification of OGR and crude palm oil. . The immobilizations were tested utilizing physical adsorption and covalent bond. The best results were obtained by covalently bonding the 3D printed geopolymer support, obtaining a biocatalyst with a specific hydrolytic activity of 815 U/g. The activity of the biocatalyst was characterized, obtaining the best action at pH 3.98 and a temperature of 55 °C. Applying the biocatalyst in the hydrolysis reaction of the OGR, a conversion of 90.0% of fatty acids was obtained with 3 recycles of 24 hours; in the reaction with crude palm oil, it was possible to obtain 94.5% of conversion. The production of biodiesel from esterification provided conversion of fatty acids from the OGR of 98.3% of methyl esters and to the fatty acids of crude palm oil of 97.1%. The process of immobilization of lipase Candida rugosa on the 3D-printed geopolymer support brings technology and innovation to biodiesel production processes and presents a viable and sustainable alternative, using raw materials of low added value, contributing to the production of renewable fuels.
Databáze: OpenAIRE
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