A produção do biodiesel a partir de óleos residuais de fritura possui várias vantagens, dentre elas pode-se destacar, o baixo preço da matéria-prima e os benefícios ambientais, tendo em vista que grande parte de seu volume seria inaproveitado sendo descartado diretamente em redes de esgotos. Nesse contexto, a literatura relata diversos trabalhos que abordam o uso de óleo de frituras na produção de biodiesel.
Taufiq-Yap et al. (2015) investigaram o rendimento da conversão do óleo de cozinha em biodiesel empregando catalisadores heterogêneos CaO derivados da casca de ovo de galinha e de avestruz. Também buscou-se as condições ideais para a produção de biodiesel, avaliando os efeitos paramétricos, tais como a concentração do catalisador, proporção molar metanol/óleo, temperatura de reação, tempo de reação, a velocidade e a a capacidade de reutilização do catalisador foram investigados. Os melhores resultados foram obtidos com uma concentração do catalisador de 1,5%, a razão molar metanol/óleo de 12: 1, temperatura de 65 °C, tempo de reação de 2 h com uma velocidade de 250 rpm. O rendimento máximo do biodiesel foi de 96% e 94% para a casca do ovo de avestruz e casca do ovo de galinha, respectivamente.
De acordo com Yang et al. (2015), um processo de produção de biodiesel usando óleo de cozinha como matéria-prima foi desenvolvido, cujo ácidos graxos livres foram esterificados por glicerol e catalisado por metóxido de sódio, o que reduziu o teor de ácidos graxos livres. A conversão de ácidos graxos livres em óleo de cozinha apresentaram os seguintes parâmetros: índice de acidez: 12,49 mg KOH/g, acilgliceróis de 99,6% sob as condições ótimas de razão molar de 1.4:1 glicerol/ácidos graxos, 4 h, 210 °C, concentração de catalisador 0,5%. Após a esterificação e transesterificação do óleo de cozinha, o rendimento do produto final foi de 93,1% com 98,6% em ésteres metílicos. Esse novo processo de esterificação de glicerol usando um catalisador alcalino forneceu uma solução promissora para a conversão de matérias-primas com níveis elevados de ácidos graxos livres em biodiesel. Esta produção de biodiesel teve como vantagens em comparação com os métodos tradicionais de duas etapas, um menor custo de catalisador para os processos tanto de esterificação como de transesterificação, menor consumo de energia para a recuperação de metanol, a recuperação do subproduto glicerol e catalisador (sabão) e nenhuma exigência de equipamento anti-corrosivo.
Tambourgi et al. (2014) produziram biodiesel a partir de óleos usados em restaurantes de São Paulo, a fim de demonstrar sua viabilidade econômica, sendo avaliado os preços de venda no mercado brasileiro de glicerina, biodiesel e mistura de diesel, sabendo-se que a quantidade de mistura B20 (70,1 x 103 m3/mês) usada pela frota de ônibus de São Paulo e a quantidade de óleo residual gerada por restaurantes. Durante a coleta de amostras de óleo de fritura usados em restaurantes, ele aplicou um questionário padronizado em que continha perguntas sobre o tipo de restaurante, a quantidade de óleo de fritura produzido e se possuia conhecimento sobre os impactos que o mesmo trazia ao ambiente. A razão etanol/óleo de
fritura de 7:1 e a transesterificação ocorreu em uma temperatura de 60 °C, durante 1 h, utilizando metóxido de sódio como catalisador. Os resultados mostraram que os restaurantes tinham um consumo mensal de 120 L, dando 3.6 x 103 m3/ mês, o que equivale a 48% de B100 usado na frota de ônibus. Um rendimento de conversão de 87% foi encontrado neste trabalho e com a sua produção é possível reduzir US $ 120 milhões por ano o custo do combustível. Também foi possível contribuir para a redução ou eliminação do descarte indiscriminado de óleos de frituras e da redução de 92% das emissões de enxofre.
No trabalho desenvolvido por Ferrão et al. (2009), o biodiesel foi produzido através da alcoólise de óleo de fritura, sendo realizado um planejamento fatorial para encontrar a melhor condição experimental. Sob as condições analisadas, a conversão total do triacilglicerol (óleo de fritura) em éster metílico encontrada foi satisfatória para a produção de biodiesel. Nesse estudo a menor temperatura foi de 50 °C, a menor concentração do catalisador usada foi de 0,6%, a maior razão molar de óleo/metanol foi de 1:8 e tempo reacional de 3 h. Com menor razão molar óleo-metanol (1:4), maior quantidade de catalisador (1,2%) e uma temperatura mais elevada (60 °C) foi possível uma conversão elevada, no entanto, não foi suficiente para a produção de biodiesel. No entanto, embora a melhor conversão ocorresse nas condições descritas acima, a análise multivariada mostrou que seria possível propor novas condições nas experiências que exploram o tempo de 3 h e uma temperatura mais baixa que visa minimizar o custo.
Bordado et al. (2006) relataram o uso de resíduos de óleos de fritura na transesterificação a fim de alcançarem as melhores condições para a produção de biodiesel. As reações de transesterificação foram realizadas durante 1 h utilizando resíduos de óleos de fritura, metanol, metóxido de sódio como catalisador, utilizando-se razões molares de metanol/óleo de fritura entre 3:6 e 5:4 e de catalisador/ óleo proporções em peso entre 0,2% e 1,0%. Para os óleos com um valor ácido de 0,42 mg de KOH/g, os resultados mostraram que uma proporção de metanol/óleo de 4:8 e uma relação de catalisador/óleo de 0,6% o rendimento de ésteres metílicos obtido foi mais elevado. Além disso, um aumento na quantidade de metanol ou a quantidade de catalisador parece simplificar a separação/ purificação da fase de ésteres metílicos, demonstrado por uma redução da viscosidade e uma pureza maior para valores superiores a 98% para a fase de ésteres metílicos.
Rodrıguez-Reinares et al. (2005) realizaram um estudo da reação de transesterificação utilizando o óleo de fritura utilizado por meio de metanol e o hidróxido de sódio, hidróxido de
potássio, metóxido de sódio, metóxido de potássio como catalisadores. O trabalho teve como objetivo caracterizar os ésteres metílicos para uso como biodiesel em motores de ignição por compressão. As variáveis utilizadas foram razão molar metanol/óleo (3:1-9:1), concentração de catalisador (0,1-1,5% em peso), a temperatura (25-65 °C), e diferentes catalisadores. Os experimentos ocorreram em duas fases de reação, com a separação do glicerol na primeira fase e a caracterização do biodiesel foi realizada a partir da sua densidade, viscosidade, índice de cetano, pontos de combustão, saponificação, índice de iodo, entre outros. O biodiesel com as melhores propriedades foram obtidas utilizando uma razão molar metanol/óleo de 6: 1, hidróxido de potássio como catalisador (1%), e 65 ° C de temperatura. Esse biodiesel apresentou propriedades muito semelhantes ao diesel e a transesterificação com duas fases foi melhor do que o processo em uma só fase.
Rathod et al. (2011) relatam um estudo com os resíduos de óleos de fritura de girassol utilizado na produção de biodiesel por transesterificação, utilizando uma enzima como um catalisador num reator fechado. Os efeitos de vários parâmetros na conversão do éster metílico foram estudados, tais como, temperatura, razão molar metanol:óleo e concentração da enzima e do solvente. A enzima Pseudomonas fluorescens produziu uma maior conversão nas condições utilizando uma temperatura de 45 °C, uma concentração de enzima de 5% e uma razão molar da mistura metanol:óleo de 3:1. Para evitar um efeito inibitório, a adição de metanol foi realizado em três fases e a conversão foi obtida após 24h de reação, tendo um aumento de 55,8% para 63,84% por causa da adição de metanol. A adição de um solvente não polar resultou em uma conversão mais elevada em comparação com os solventes polares e a transesterificação do óleo de fritura de girassol nas condições ótimas e adição de metanol numa única fase foi comparada com a de óleo de girassol refinado.
Ramirez-Ortiz et al. (2013) realizaram estudos com resíduos de óleo de fritura como matéria-prima para a obtenção de biodiesel a um baixo custo, através de reações de transesterificação para produzir o biodiesel. Neste estudo foi empregado metanol sub e supercrítico e um catalisador sólido zeólita Y. O processo foi otimizado utilizando uma série de experimentos variando a razão molar metanol/óleo de fritura, a temperatura de reação e a quantidade de catalisador. Os resultados obtidos neste trabalho alcançaram um rendimento de 82% de éster metílico, 4,2% de ácidos livres, 13,5% de monoglicéridos e 0,3% de diglicéridos. Comparando os rendimentos de biodiesel típicos que variam de 83 a 100%
aproximadamente e que o conteúdo de ésteres metílicos variam de 1.41-1.66 mol/L, pode-se verificar que a transesterificação de óleo de frituras com metanol em torno da sua temperatura crítica combinado com catalisador ácido zeólita Y foi eficiente para a produção de biodiesel com rendimentos aceitáveis.
Putun et al. (2012) relatam a transesterificação de óleos de fritura na presença de um catalisador alcalino em várias condições, a fim de investigar os efeitos da concentração de catalisador, tempo de reação, razão molar metanol/óleo, temperatura de reação, tipo de catalisador (hidróxidos, metóxidos e etóxidos), e tipo de purificação (tais como a lavagem com água quente e purificação com sílica gel) sobre os rendimentos do biodiesel. As condições ótimas foram de 0,5% de NaOH, 30 min de tempo de reação, temperatura de reação 50 °C, 7:5 a razão molar metanol/óleo e purificação com água destilada quente. O rendimento do biodiesel foi de 96% com teor de éster ~97% nestas condições. As especificações determinadas de biodiesel obtido de acordo com a norma padrão ASTMD-6751 e EN-14214, estavam de acordo com os limites requeridos.
Os estudos de Cai et al. (2015) apresentaram uma alternativa de produção de um biodiesel de baixo custo em que utilizaram glicerol cru catalisado por NaOH para converter óleo de cozinha usado, com níveis elevados de ácidos graxos livres, em biodiesel de qualidade satisfatória. Os autores obtiveram um biodiesel com índice de acidez de 12,49 mgKOH.g-1, para um o rendimento do produto final de 93,1% em peso e com 98,6% de éster metílico.