Chemical composition and thermal pr

Chemical composition and thermal properties of methyl and ethyl esters prepared from Aleurites moluccanus (L.) Willd (Euphorbiaceae) nut oil

Márcia R.P. Cabrala, Silvanice A.L. dos Santosb, Jusinei M. Stropab, Rogério C. de L. da Silvaa, Claudia A.L. Cardosoa, Lincoln C.S. de Oliveirab, Dilamara R. Scharfc, Edésio L. Simionattoc, Etenaldo F. Santiagoa, Euclésio Simionattoa, ,
Show more
doi:10.1016/j.indcrop.2016.02.058
Get rights and content
Highlights
•
Esters production from non-edible oils.
•
Raw materials for production of biodiesel.
•
Thermal analysis of oils and esters, in different atmospheres (inert and oxidant).
•
Point of crystallization and importance esters for use as biodiesel.
Abstract
In this work, the Aleurites moluccanus oil was obtained in high yield from the almonds (42%). The methyl and ethyl esters obtained by transesterification of the oil, have a high content of fatty acid unsaturated esters (>89%). Thermal properties in inert and oxidative atmospheres of oils and esters of A. moluccanus seed oil were estimated using Thermogravimetry − Derivative Thermogravimetry (TG/DTG). Low temperature properties of the methyl and ethyl esters were investigated using Differential Scanning Calorimetry (DSC). From the experiments was found that A. moluccanus seeds oil was thermally stable up to 210.9 °C; the methanol biodiesel is stable up to 117.9 °C and the ethanol biodiesel is up to 122.0 °C in air. In nitrogen atmosphere the A. moluccanus seeds oil was thermally stable up to 291.2 °C; the methanol biodiesel up to 119.0 °C and the ethanol biodiesel up to 123.3 °C. The esters have satisfactory performance at low temperatures with respect to the point of crystallization, which were below −11 °C. The results showed that A. moluccanus found in Brazil can contribute as a non-edible raw material for the production of biodiesel.

Keywords
Aleurites moluccanus; Almond oil; Biodiesel; TGA; DSC
1. Introduction
The feedstock for biodiesel production can be categorized as lipid feedstock and alcohol feedstock. The lipid feedstock includes vegetable oils and animal fats, mainly. The biodiesel industry has grown up in the world using edible feedstock such as rape seed, soybean, sunflower and palm oils. Non-edible oils stand as new promising sources of raw materials for biodiesel production, especially in developing countries to satisfy their increasing energy demand (Salaheldeen et al., 2015).

Since more than 95% of the biodiesel is made from edible oil, there are many claims that a lot of problems may arise. By converting edible oils into biodiesel, food resources are actually being converted into automotive fuels. It is believed that large scale production of biodiesel from edible oils may bring global imbalance to the food supply and demand market. About this subject, environmentalists have started to debate on the negative impact of biodiesel production from edible oil on our planet especially deforestation and destruction of ecosystem. To overcome this supposed problem in the future, suggestions and researches have been made/conducted to produce biodiesel by using alternative or greener oil resources such as non edible oil (Gui et al., 2008).

Feedstock availability for biodiesel production varies considerably according to geography and climate. However, the combined supply of these fats and oils is sufficient to displace only a small percentage of petrodiesel at current usage levels. Consequently, alternative feedstocks for biodiesel production have attracted considerable attention, as evidenced by recent reports on jatropha (Jatropha curcas) wildmustard (Brassica juncea), field pennycress (Thlaspi arvense), moringa (Moringa oleifera) camelina (Camelina sativa) ( Moser and Vaughn, 2010) and chicha (Sterculia striata) oils ( Mangas et al., 2012), among numerous others.

In the recent years, thermal analysis was successfully used to study the physical properties, chemical reaction and the thermal stability of oils (Jain and Sharma, 2011). Thermoanalytical methods specially thermogravimetry analysis (TGA) has the advantages of being precise, sensitive and fast needing small amount of sample (Dweck and Sampaio, 2004, Garcia et al., 2004, Litwinienko and Guttman, 1998, Santos et al., 2005 and Santos et al., 2004). Thermo analytical methods include a group of techniques in which the thermal behavior or thermal properties of a material are determined as a function of temperature. The thermal tests can measure the change of weight and enthalpy. Thermogravimetric analysis is normally carried out either in the presence of air or in an inert atmosphere (N2, He, Ar) and the weight loss is recorded as a function of increasing temperature. Inert gas is used during thermal stability study and oxygen for oxidative stability study. The onset temperatures can be used to indicate the resistance of the oil to thermal degradation (Jain and Sharma, 2011).

The maximum temperature is selected so

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางความร้อนของเมธิลและเอทิล esters เตรียมจาก Aleurites moluccanus (L.) Willd (Euphorbiaceae) น้ำมันถั่วMárcia R.P. Cabrala, dos Silvanice A.L. Santosb, Jusinei M. Stropab, Rogério C. de L. ดา Silvaa คลอเดีย A.L. Cardosoa ลินคอล์นซีเอสเด Oliveirab, Dilamara R. Scharfc, Edésio L. Simionattoc, F. Santiagoa Etenaldo, Euclésio Simionattoa,, แสดงเพิ่มเติมdoi:10.1016/j.indcrop.2016.02.058ได้รับสิทธิและเนื้อหาไฮไลท์•การผลิต esters จาก-กินน้ำมัน•วัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซล•การวิเคราะห์ความร้อนของน้ำมันและ esters ในบรรยากาศที่แตกต่างกัน (เฉื่อย และต้านอนุมูลอิสระ)•จุดของเอสเทผลึกและสำคัญสำหรับใช้เป็นไบโอดีเซลบทคัดย่อในงานนี้ Aleurites moluccanus น้ำมันได้รับผลตอบแทนสูงจากอัลมอนด์ (42%) เมธิลและเอทิลเอสเทที่ได้ โดยการเพิ่มน้ำมัน มีเนื้อหาที่สูงของกรดไขมันไม่อิ่มตัวเอสเท (> 89%) คุณสมบัติทางความร้อนในบรรยากาศเฉื่อย และออกซิเดชันของน้ำมันและเอสเทอร์ของน้ำมันเมล็ด A. moluccanus ถูกประเมินโดยใช้ Thermogravimetry − Thermogravimetry อนุพันธ์ (TG/ดี) คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของเมธิลและเอทิล esters ถูกตรวจสอบโดยใช้เครื่องสแกนต่าง (DSC) จากการทดลองพบว่า A. moluccanus น้ำมันเมล็ดถูกความร้อนเสถียรภาพสูงถึง 210.9 ° C เมทานอลไบโอดีเซลมีความเสถียรขึ้นถึง 117.9 ° C และเอทานอลไบโอดีเซลจะสูงถึง 122.0 ° C ในอากาศ ในไนโตรเจนบรรยากาศก.. moluccanus เมล็ดน้ำมันถูกความร้อนเสถียรภาพสูงถึง 291.2 ° C เมทานอลไบโอดีเซลถึง 119.0 ° C และเอทานอลไบโอดีเซลสูงถึง 123.3 ° c Esters มีประสิทธิภาพพอที่อุณหภูมิต่ำเกี่ยวกับจุดของการตกผลึก ซึ่งเป็นด้านล่าง −11 ° c ผลการศึกษาพบว่า A. moluccanus พบในบราซิลสามารถนำไปเป็นวัตถุดิบ-กินสำหรับการผลิตไบโอดีเซลคำสำคัญAleurites moluccanus อัลมอนด์ ไบโอดีเซล TGA DSC1. บทนำวัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซลสามารถจัดประเภทเป็นวัตถุดิบไขมันและวัตถุดิบเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ วัตถุดิบไขมันรวมถึงน้ำมันพืชและไขมันสัตว์ ส่วนใหญ่ ไบโอดีเซลอุตสาหกรรมได้โตขึ้นในโลกโดยกินวัตถุดิบเช่นเมล็ดข่มขืน ถั่วเหลือง ทานตะวัน และน้ำมันปาล์ม ไม่กินน้ำมันยืนเป็นแนวโน้มแหล่งวัตถุดิบสำหรับการผลิตไบโอดีเซล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้น (Salaheldeen et al. 2015)ตั้งแต่ทำมากกว่า 95% ของไบโอดีเซลจากน้ำมันพืช มีหลายคนอ้างว่า อาจเกิดปัญหามาก โดยการแปลงน้ำมันเป็นไบโอดีเซล ทรัพยากรอาหารมีจริงถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงยานยนต์ เป็นที่เชื่อกันว่า ขนาดใหญ่ผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันอาจนำโลกไม่สมดุลของอุปสงค์และอุปทานตลาด เกี่ยวกับเรื่องนี้ นักสิ่งแวดล้อมได้เริ่มการอภิปรายเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบของการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชบนโลกของเราโดยเฉพาะอย่างยิ่งทำลายป่าและทำลายระบบนิเวศ Overcome ปัญหานี้ควร ในอนาคต วิจัยและข้อเสนอแนะการทำ/การดำเนินการในการผลิตไบโอดีเซล โดยใช้ทรัพยากรอื่น หรือไส้น้ำมันเช่นไม่กินน้ำมัน (Gui et al. 2008)พร้อมวัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซลที่แตกต่างกันมากตามภูมิประเทศและภูมิอากาศ อย่างไรก็ตาม อุปทานรวมของไขมันและน้ำมันเหล่านี้เพียงพอไล่เพียงเล็กน้อยของ petrodiesel ระดับการใช้งานปัจจุบัน จึง ผลิตไบโอดีเซลทางเลือกเริ่มมีความสนใจมาก เห็นได้จากรายงานล่าสุดเกี่ยวกับสบู่ดำ (สบู่ดำ curcas) wildmustard (ผัก juncea), pennycress ฟิลด์ (Thlaspi arvense) มะรุม (มะรุม) camelina (Camelina sativa) (โมเซอร์และจอห์น 2010) และ chicha (สำรองแช่ striata) น้ำมัน (การ์ตูน et al. 2012), หมู่คนอื่น ๆ มากมายในปีที่ผ่านมา การวิเคราะห์ความร้อนเรียบร้อยแล้วถูกใช้เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ ทางเคมีปฏิกิริยาและความมั่นคงความร้อนของน้ำมัน (เจนและชาร์ 2011) Thermoanalytical วิธีพิเศษวิเคราะห์ thermogravimetry (TGA) มีข้อดีที่สำคัญ แม่นยำ และรวดเร็วจำเป็นตัวอย่างเล็กน้อย (Dweck และ Sampaio, 2004, Garcia et al. 2004, Litwinienko และ Guttman, 1998, Santos et al. 2005 และซานโตส et al. 2004) วิธีการวิเคราะห์เทอร์โมรวมกลุ่มของเทคนิคซึ่งลักษณะการทำงานที่ความร้อนหรือคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุจะถูกกำหนดเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ การทดสอบความร้อนสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักและความร้อนแฝง วิเคราะห์ Thermogravimetric จะโดยปกติดำเนินการทั้ง ในอากาศ หรือ ในบรรยากาศเฉื่อย (N2 เขา Ar) บันทึกการลดน้ำหนักเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและ ก๊าซเฉื่อยใช้ในระหว่างการศึกษาความเสถียรของอุณหภูมิและออกซิเจนช่วยศึกษา อุณหภูมิโจมตีสามารถใช้เพื่อบ่งชี้ความต้านทานน้ำมันเพื่อสลายความร้อน (เจนและชาร์ 2011)อุณหภูมิสูงสุดจะถูกเลือกดังนั้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางความร้อนของเมทิลเอทิลเอสเตอร์และเตรียมจาก Aleurites moluccanus ( L. ) Willd (Euphorbiaceae) น้ำมันถั่วมาร์เซีย RP Cabrala, Silvanice AL DOS Santosb, Jusinei เมตร Stropab, Rogérioซีเดลิตรดา Silvaa คลอเดียอัล Cardosoa ลิงคอล์นซีเด Oliveirab, Dilamara อาร์ Scharfc, Edésioลิตร Simionattoc, Etenaldo เอฟ Santiagoa, Euclésio Simionattoa, แสดงเพิ่มเติมดอย: 10.1016 / j.indcrop.2016.02.058 รับสิทธิและเนื้อหาสรุป• การผลิต Esters จากการไม่กิน น้ำมัน. • วัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล. • การวิเคราะห์ความร้อนของน้ำมันและเอสเทอในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน (เฉื่อยและสารต้านอนุมูลอิสระ). • จุดตกผลึกและความสำคัญเอสเทอเพื่อใช้เป็นไบโอดีเซล. บทคัดย่อในงานนี้น้ำมัน Aleurites moluccanus ที่ได้รับ ในอัตราผลตอบแทนที่สูงจากอัลมอนด์ (42%) อนุมูลเมธิและเอทิลเอสเตอร์ที่ได้รับจาก transesterification น้ำมันมีเนื้อหาสูงของกรดไขมันไม่อิ่มตัวเอสเทอ (> 89%) สมบัติทางความร้อนในเฉื่อยและบรรยากาศออกซิเดชันของน้ำมันและเอสเทอของน้ำมันเมล็ด A. moluccanus ถูกคำนวณโดยใช้วิธี Thermogravimetry - อนุพันธ์ Thermogravimetry (TG / DTG) คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของเมทิลเอทิลเอสเตอร์และถูกตรวจสอบโดยใช้ Differential Scanning (DSC) จากการทดลองพบว่าน้ำมันเมล็ด A. moluccanus เป็นความร้อนที่มีความเสถียรสูงถึง 210.9 ° C; ไบโอดีเซลเมทานอลที่มีเสถียรภาพสูงถึง 117.9 ° C และไบโอดีเซลเอทานอลจะขึ้นอยู่กับ 122.0 ° C ในอากาศ ในบรรยากาศไนโตรเจน A. moluccanus เมล็ดพืชน้ำมันเป็นความร้อนที่มีความเสถียรสูงถึง 291.2 ° C; เมทานอลไบโอดีเซลได้ถึง 119.0 ° C และไบโอดีเซลเอทานอลได้ถึง 123.3 ° C เอสเทอมีผลการดำเนินงานที่น่าพอใจที่อุณหภูมิต่ำด้วยความเคารพไปยังจุดตกผลึกซึ่งอยู่ต่ำกว่า -11 องศาเซลเซียส ผลการศึกษาพบว่าเอ moluccanus พบในบราซิลสามารถนำไปเป็นวัตถุดิบที่ไม่ใช่กินสำหรับการผลิตไบโอดีเซล. คำAleurites moluccanus; น้ำมันอัลมอนด์; ไบโอดีเซล; TGA; DSC 1 บทนำอย่างไรก็ดีราคาวัตถุดิบสำหรับการผลิตไบโอดีเซลสามารถแบ่งได้เป็นวัตถุดิบไขมันและวัตถุดิบเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ วัตถุดิบไขมันรวมถึงน้ำมันพืชและไขมันสัตว์ส่วนใหญ่ อุตสาหกรรมไบโอดีเซลได้เติบโตขึ้นมาในโลกโดยใช้วัตถุดิบที่กินได้เช่นข่มขืนเมล็ดถั่วเหลืองทานตะวันและน้ำมันปาล์ม น้ำมันที่รับประทานไม่ได้ยืนแหล่งที่มีแนวโน้มใหม่ของวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของพวกเขาเพิ่มขึ้น (Salaheldeen et al., 2015). ตั้งแต่กว่า 95% ของน้ำมันไบโอดีเซลที่ทำจากน้ำมันพืชมี มีหลายคนอ้างว่าเป็นจำนวนมากของปัญหาที่อาจเกิดขึ้น โดยการแปลงน้ำมันที่บริโภคเป็นไบโอดีเซล, แหล่งอาหารเป็นจริงถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงยานยนต์ เป็นที่เชื่อกันว่าการผลิตขนาดใหญ่ของไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชอาจนำมาซึ่งความไม่สมดุลของโลกในการจัดหาอาหารและความต้องการของตลาด เกี่ยวกับเรื่องนี้สิ่งแวดล้อมได้เริ่มต้นให้มีการอภิปรายเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบของการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชบนโลกของเราโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัดไม้ทำลายป่าและการทำลายระบบนิเวศ ที่จะเอาชนะปัญหานี้ควรในอนาคตข้อเสนอแนะและงานวิจัยที่ได้รับการทำ / ดำเนินการในการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้แหล่งน้ำมันทางเลือกหรือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเช่นน้ำมันพืชที่ไม่ใช่ (GUI et al., 2008). ความพร้อมวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซลแตกต่างกันมากตาม ภูมิศาสตร์และสภาพภูมิอากาศ อย่างไรก็ตามอุปทานรวมของไขมันและน้ำมันเหล่านี้ก็เพียงพอแล้วที่จะไล่เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของดีเซลในระดับที่ใช้งานปัจจุบัน ดังนั้นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับการผลิตไบโอดีเซลได้ดึงดูดความสนใจมากเป็นหลักฐานโดยรายงานล่าสุดเกี่ยวกับสบู่ดำ (สบู่ดำ) wildmustard (Brassica juncea) ข้อมูล pennycress (Thlaspi arvense) มะรุม (มะรุม) camelina (camelina sativa) (โมเซอร์จอห์น 2010) และชิ (Sterculia striata) น้ำมัน (Mangas et al., 2012) ในหมู่อื่น ๆ อีกมากมาย. ในปีที่ผ่านมาการวิเคราะห์ความร้อนได้ถูกใช้ในการประสบความสำเร็จในการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพปฏิกิริยาเคมีและเสถียรภาพทางความร้อนของน้ำมัน (เชนและ ชาร์ 2011) วิธีการ Thermoanalytical พิเศษ thermogravimetry วิเคราะห์ (TGA) มีข้อได้เปรียบของการเป็นที่แม่นยำมีความละเอียดอ่อนและรวดเร็วต้องจำนวนเงินขนาดเล็กของกลุ่มตัวอย่าง (Dweck และ Sampaio 2004 การ์เซีย et al., 2004 Litwinienko และ Guttman 1998 Santos et al., 2005 ซานโตส et al., 2004) เทอร์โมวิธีการวิเคราะห์รวมถึงกลุ่มของเทคนิคในการที่พฤติกรรมความร้อนหรือสมบัติทางความร้อนของวัสดุจะถูกกำหนดเป็นหน้าที่ของอุณหภูมิได้ การทดสอบความร้อนสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักและเอนทัลปี การวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนจะดำเนินการตามปกติออกมาอย่างใดอย่างหนึ่งในการปรากฏตัวของอากาศหรือในบรรยากาศเฉื่อย (N2 พระองค์, AR) และการสูญเสียน้ำหนักจะบันทึกเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ก๊าซเฉื่อยจะใช้ในระหว่างการศึกษาเสถียรภาพทางความร้อนและออกซิเจนสำหรับการศึกษาความมั่นคงออกซิเดชัน อุณหภูมิโจมตีสามารถใช้ในการบ่งบอกถึงความต้านทานของน้ำมันในการย่อยสลายความร้อน (เชนและชาร์ 2011). อุณหภูมิสูงสุดถูกเลือกเพื่อ