Characterization and development of a method to quantify biodiesel obtained from renewable resources

 

Authors

Ponce Acosta, Erika Lissete

Format

BachelorThesis

Status

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Description

Biofuels are introduced as environmentally friendly alternatives to replace fossil fuels. One of the most studied biofuels is biodiesel, which is produced from vegetable oils, animal fat, and algae lipids. However, this fuel has been considered very expensive to produce, which is why it is necessary to search for ways in which its production, characterization, and quantification may be less expensive. This study performed simple tests to characterize and measure physical parameters of 4 different types of biodiesels: soy, sunflower, canola, and corn, produced through a transesterification reaction using potassium hydroxide (KOH) as a catalyst and methanol (CH3OH). Characterization of methyl esters was performed using TLC and GC-MS, and GC-FID was used for quantification. Physical parameters such as density, viscosity, and flash point were easily measured and without an elevated cost. It was also possible to develop a method to quantify biodiesel using only methyl dodecanoate (12:0) as internal standard and a sample of the biodiesel that wants to be analyzed. The method shows that thanks to a response factor 1:1 between the mass ratio and the peak areas ratio it is possible to quantify the percentage of each ester found in biodiesel only by knowing the value of the peak areas. It was also found that calibration curves of individual standards could not be used to quantify biodiesel because of a matrix effect. This is why the developed method, which uses only the internal standard and the sample of biodiesel that wants to be analyzed, is a much more effective and less expensive method than the one that uses standards.
Los biocombustibles se presentan como alternativas ambientalmente amigables para reemplazar a los combustibles fósiles. Uno de los biocombustibles más estudiados ha sido el biodiesel, que se genera a partir de aceites vegetales, grasa animal o lípidos de algas. Sin embargo, en muchos lugares producir este tipo de combustible ha sido considerado costoso, por lo que es necesario buscar maneras en las que se lo pueda producir, caracterizar y cuantificar de manera menos costosa. Este estudio aplicó pruebas sencillas y poco costosas para caracterizar y medir parámetros de diferentes muestras de biodiesel producido a partir de 4 tipos de aceites vegetales: soya, girasol, canola y maíz, a través de un proceso de transesterificación utilizando hidróxido de potasio (KOH) como catalizador y metanol (CH3OH). La caracterización del biodiesel se realizó con cromatografía de capa fina (TLC) y cromatografía de gases espectrometría de masas (GC-MS), mientras que la cuantificación de los ésteres se realizó con espectrometría de gases con detector de ionización de llama (GC-FID). Parámetros físicos como la densidad, la viscosidad y el flash point fueron fácilmente medidos y sin un presupuesto elevado. A su vez, fue posible desarrollar un método para cuantificar los ésteres en el biodiesel utilizando únicamente un dodecanoato de metilo (12:0) como estándar interno y una muestra del biodiesel que se quiera analizar. El método demostró que gracias a un factor de respuesta 1:1 entre la razón de las masas y la razón de las áreas de los diferentes picos de los ésteres, es posible cuantificar el porcentaje de cada éster encontrado en el biodiesel únicamente con los valores de las áreas. También se encontró que no se pudieron usar las curvas de calibración de estándares individuales para cuantificar el biodiesel debido a un efecto de matriz. Por esto, el método desarrollado, que utiliza únicamente un estándar interno y el biodiesel que se quiere analizar, es un método efectivo y menos costoso que el utilizado con estándares.

Publication Year

2017

Language

Topic

Biodiesel
Producción
Gestión Ambiental
TECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA QUÍMICA

Repository

Repositorio Universidad San Francisco de Quito

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http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/6628

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