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Thèse Année : 2020

Gas-Liquid-Liquid Microreactor for Biodiesel Synthesis

Microréacteur Gaz-liquide-liquide Pour La Synthèse du Biodiesel

Aloisiyus Yuli Widianto
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1273443
  • IdRef : 237833166

Résumé

The current work aims to develop synthesis biodiesel through simultaneous transesterification and ozonation reactions in a microtube reactor of 1 mm diameter, which has low energy consumption, provides process safety, as well as enables high reaction yield and conversion.The synthesis were carried out by contacting two immiscible liquids oil-methanol and ozone gas in a microtube of 5 m long at 30 °C, 1 atm pressure, the oil-methanol molar ratio 1:3, 1:5, with 1 wt% catalyst NaOH. For the purposes of comparison and assessment the influence of ozone gas, biodiesel was also synthesized by performing the reactions in series, i.e., transesterification then ozonation, and vice versa, by utilizing the same experimental conditions. After a preliminary study on gas-liquid-liquid flows, the result shows that the microtube reactor used is capable of producing a high yield and conversion through the simultaneous processes in a much shorter reaction time around 15 minutes by applying the lower ozone flow rates and the smaller methanol-oil molar ratio 1:3 than the previous works in stirred tank reactors. Ozone in this synthesis has broken the double bounds carbon chains of methyl oleate, methyl linoleate, and methyl linolenate and converting them to the saturated methyl esters, therefore, the biodiesel product has a better stability.
Les travaux menés visent à développer la synthèse de biodiesel par des réactions simultanées de transestérification et d'ozonation dans un microréacteur de 1 mm de diamètre en recherchantune meilleure qualité de biodiesel ainsi qu’un rendement et une conversion élevés. La synthèse a été réalisée en mettant en contactl’huile de tournesol (choisi comme huile modèle), le méthanolet l'ozone gazeux, dans un microréacteur de 5 m de long à 30 °C, 1 atm, avec un rapport molaire huile-méthanol 1:3, 1:5, etavec comme catalyseur NaOH à 1%. Afin de comparer et d'évaluerl’apport del’ozone, le biodiesel a également été synthétisé en effectuant les réactions en série, c'est-à-dire la transestérification puis l'ozonation, et inversement, en utilisant les mêmes conditions expérimentales. Après une étude sur les écoulements gaz-liquide-liquide, il a été montré que l’utilisation d’unmicroréacteur permet d’obtenir un rendement élevé et une conversion du biodiesel par le procédé simultané avec un temps de réaction réduit (15 minutes), un débit d'ozone plus faible et un rapport molaire méthanol-huile plus faible (1:3) qu’avec un réacteuragité. L'ozone détruit les doubles liaisons des chaînes de carbone de l'oléate de méthyle, du linoléate de méthyle et du linoléate de méthyle et qui sont convertis en esters méthyliques saturés d’une meilleure stabilité.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04172882 , version 1 (28-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04172882 , version 1

Citer

Aloisiyus Yuli Widianto. Gas-Liquid-Liquid Microreactor for Biodiesel Synthesis. Chemical and Process Engineering. Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2020. English. ⟨NNT : 2020INPT0140⟩. ⟨tel-04172882⟩
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