Whole cell biocatalyst for biodiesel fuel production utilizing Rhizopus oryzae cells immobilized within biomass support particles

Ban, Kazuhiro; Kaieda, Masaru; Matsumoto, Takeshi; Kondo, Akihiko; Fukuda, Hideki

doi:10.1016/s1369-703x(00)00133-9

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“…The activities of wet cells after filtration off from broth, acetone powder and finally free enzyme were tested. It was generally accepted that polar organic solvents such as methanol and acetic acid would diminish enzyme activities (Ban et al, 2001). Unlike these polar solvents, acetone is an aprotic polar solvent.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Differences in hydrolytic abilities of two crude lipases from Geotrichum candidum 4013

Brabcová

Zarevúcká

Macková

2010

Yeast

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The fungus Geotrichum candidum 4013 produces two types of lipases (extracellular and cell-bound). Both enzymes were tested for their hydrolytic ability to pnitrophenyl esters and compounds having a structure similar to the original substrate (triacylglycerols). Higher lipolytic activity of extracellular lipase was observed when triacylglycerols of medium-(C12) and long-(C18) chain fatty acids were used as substrates. Cell-bound lipase preferentially hydrolysed trimyristate (C14). The differences in the abilities of these two enzymes to hydrolyse p-nitrophenyl esters were observed as well. The order of extracellular lipase hydrolysis relation velocity was as follows: p-nitrophenyl decanoate > p-nitrophenyl caprylate > p-nitrophenyl laurate > p-nitrophenyl palmitate > p-nitrophenyl stearate. The cell-bound lipase indicates preference for p-nitrophenyl palmitate. The most striking differences in the ratios between the activity of both lipases (extracellular : cell-bound) towards different fatty acid methyl esters were 2.2 towards methyl hexanoate and 0.46 towards methyl stearate (C18). The Michaelis constant (K m ) and maximum reaction rate (V max ) for p-nitrophenyl palmitate hydrolysis of cell-bound lipase were significantly higher (K m 2.462 mM and V max 0.210 U/g/min) than those of extracellular lipase (K m 0.406 mM and V max 0.006 U/g/min).

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Differences in hydrolytic abilities of two crude lipases from Geotrichum candidum 4013

Brabcová

Zarevúcká

Macková

2010

Yeast

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“…180,181 o primeiro exemplo de produção de biodiesel usando uma célula integral como biocatalisador foi descrito por Ban et al. 182 Esses autores imobilizaram micélios de R. oryzae em espuma de poliuretano. As condições de cultivo foram otimizadas em relação à produção com lipases intracelulares, assim como os métodos de pré-tratamento e o do conteúdo de água na metanólise.…”

Section: Catálise Heterogênea áCida E Alcalinaunclassified

“…A adição de compostos substratosrelacionados com o meio de cultura melhora significativamente a atividade da lipase do catalisador de célula integral. os resultados para a obtenção dos ésteres metílicos de soja (72% de rendimento) usando este catalisador a 32 o C durante 72 h, quando a adição do metanol ao meio foi feita em etapas, 182 foram muito similares àqueles descritos com o uso de lipases extracelulares. 183 Transesterificação similar do óleo de soja com metanol na ausên-cia de solvente à temperatura ambiente empregando a R. oryzae imobilizada 184 resultou nos ésteres metílicos com um rendimento melhorado (90%) e uma redução do tempo reacional para 48 h. No caso do óleo de pinhão manso (Jatropha curcas), esse mesmo biocatalisador foi usado na ausência de solvente a 30 o C, durante 60 h, resultando nos ésteres metílicos desejados em 89% de rendimento.…”

Section: Catálise Heterogênea áCida E Alcalinaunclassified

Biodiesel: visão crítica do status atual e perspectivas na academia e na indústria

Dabdoub¹,

Bronzel²,

Rampin³

2009

Quím. Nova

104

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Recebido em 27/2/09; aceito em 31/3/09; publicado na web em 7/4/09 BioDiESEL: A CRiTiCAL oVERViEW oN THE CURRENT STATUS AND PERSPECTiVES AT THE ACADEmY AND iNDUSTRY. This article presents a bibliographic review of research carried out on different alternative processes for biodiesel production. The supercritical and subcritical (non catalytic) reaction conditions, the use of solid basic, solid acid and other heterogeneous catalysts, including the use of immobilized enzymes and whole-cell catalysts are also critically compared with the traditional homogeneous alkaline or acid catalysts that are common on industrial applications. Advantages and limitations of all these processes for the transference from the laboratory to the industry are discussed. A correlation of the chemical composition with the quality parameters of the produced biodiesel is done with aim to stablish adequate procedures for the right selection of the rawmaterial. Castor bean oil is used as an example of inappropriate oil in order to produce a B100 that fulfill all the international physicochemical quality standards. in this article are presented research results to adequate the values of viscosity, density and iodine number of the castor and soybean biodiesel to the international standard limits by means blending these both biodiesels at the right ratio.Keywords: transesterification; biodiesel; catalysts. introduÇãoAumento da demanda mundial por combustíveis líquidos, aquecimento global, segurança energética, vontade política por desenvolvimento nos campos agrícola, social e também energético são pontos que abrem novas áreas de interesse e oportunidades para pesquisas e desenvolvimento na Academia e na indústria, pois são as forças motoras responsáveis pelo renovado interesse na produção de biocombustíveis.Um dos grandes destaques da atualidade na área de biocombustí-veis é o interesse pelo uso de recursos naturais baseados em materiais lignocelulósicos 1-3 para a produção de etanol ou por fontes produtoras de lipídeos usados para a produção de biodiesel.Biodiesel é o nome dado a ésteres alquílicos de ácidos graxos desde que atendam certos parâmetros de qualidade. 4-8 Além de esses ésteres serem derivados de fontes biológicas como plantas e animais, atuam como combustível substituto ao diesel de petróleo, com desempenho muito próximo, não exigindo modificações nos motores. Tradicionalmente o biodiesel é produzido através das reações de transesterificação de triglicerídeos, usando geralmente catalisadores alcalinos, 9 ou da esterificação de ácidos graxos livres, sendo que neste último caso, os ácidos graxos livres (AGLs) são submetidos à reação direta com um álcool de 4 carbonos ou menos, na presença de catalisadores ácidos. 10-12 mais recentemente o uso de diversos catalisadores heterogêneos tem sido descrito na literatura. 13 Transesterificação é o processo de transformação de um éster carboxílico em outro, através da troca do grupo Ro -presente no éster original, por outro grupo semelhante proveniente de um álcool na presença de um catalisa...

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“…The main problem that exists with lipase catalyzed transesterifi cation is high cost of pure enzyme. To overcome this problem several methods have been reported in literature including the use of whole cell catalyst 17 and immobilized enzyme on solid surface 18 to enable the recycling of the biocatalyst and hence lowering the production cost. In continuation to the our earlier work for the transesterifi cation of used cotton seed oil using chemical catalyst 19 , present wok discusses the preliminary investigation regarding the application of sodium alginate immobilized Pseudomonas sp., a lipase producing bacteria, for the transesterifi cation of used cotton seed oil.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Use of Immobilized Pseudomonas sp. as Whole Cell Catalyst for the Transesterification of Used Cotton Seed Oil

2011

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Whole cell biocatalyst for biodiesel fuel production utilizing Rhizopus oryzae cells immobilized within biomass support particles

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References 9 publications

Differences in hydrolytic abilities of two crude lipases from Geotrichum candidum 4013

Differences in hydrolytic abilities of two crude lipases from Geotrichum candidum 4013

Biodiesel: visão crítica do status atual e perspectivas na academia e na indústria

Use of Immobilized Pseudomonas sp. as Whole Cell Catalyst for the Transesterification of Used Cotton Seed Oil

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