metanol para producir tres moles de FAME y un mol de glicerol como se muestra en la ecuación. (2). Reacción de transesterificación es una reacción reversible y para conducir el camino de reacción en dirección de avance, se requiere una cantidad en exceso de metanol en comparación con la estequiometria. Por lo tanto se llevaron a cabo experimentos para investigar el efecto de relación molar en el rendimiento de biodiesel usando 6: 1, 9: 1, 12: 1 y 14: 1 relación molar metanol aceite a una temperatura de 60° C, la carga del catalizador 1.0% (w / w) de la WCO, ciclo de trabajo 50% y potencia ultrasónica 120 W. Los resultados se muestran en la Fig. 2. Se observó que con un aumento en la relación molar de 6: 1 a 9: 1 rendimiento de biodiesel aumentó de 38% a 93,5% y se mantuvo constante hasta proporción molar 12: 1. Sin embargo, en mayor proporción molar de 14: 1 se obtuvo el menor rendimiento de biodiesel. [25] también han informado el efecto similar de relación molar en el rendimiento de biodiesel en la presencia de ultrasonido es decir rendimiento de biodiesel ha aumentado de 6: 1 a 12: 1 de relación molar y la disminución de 16: 1 a 24: 1 de relación molar. A pesar de que el fenómeno de cavitación ocurre en tanto el aceite y la fase de metanol, las velocidades de micro turbulencia son mucho más altos en fase de metanol debido a su baja viscosidad en comparación con el aceite. Se ha observado que para una alta relación molar alcohol/ aceite la dispersión íntima de aceite en metanol se limita a debido a la baja intensidad de micro turbulencia generada por burbujas de cavitación en aceite [25]. En mayor relación molar metanol aceite, el acceso de las moléculas de TG para al sitio activo de catalizador se reduce al mínimo debido a la dilución del aceite, lo que podría disminuir la actividad del catalizador y, como resultado, Se observó una disminución en el rendimiento de biodiesel [26,27]. Por lo tanto, el metanol óptima a la proporción de aceite se encontró que 9: 1.

3.4. Efecto de la temperatura

El efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción y rendimiento de biodiesel se estudió a diferentes temperaturas de operación entre 45 y 65 °C. Otros parámetros operativos, como relación molar 9: 1, la carga de catalizador de 1,0% (w / w) del WCO, ciclo de trabajo del 50% y 120W de potencia ultrasónica se fijaron. Fig. 3 muestra que en el aumento de la temperatura de 45 a 60° genera aumentos en el rendimiento de biodiesel que se puede atribuir al hecho de que en el aumento de la miscibilidad temperatura de metanol en fase aumenta la WCO y también aumenta la velocidad promedio (energía cinética) de las moléculas, por consiguiente un aumento de las velocidades de reacción. Del mismo modo, la viscosidad de la mezcla de reacción disminuyó con el aumento de la temperatura de reacción dado como resultado la reducción de la resistencia a la difusión entre las diferentes fases (aceite-metanol-catalizador). Sin embargo, más aumento de la temperatura a 65 °C , la burbuja de cavitación es sobresaturada con vapor de metanol debido a la evaporación de metanol y provoca una amortiguación del colapso. De ahí que la burbuja implosiona con menor intensidad que resulta la disminución de la transferencia de masa y el rendimiento [28–30] se informó de que a menor temperatura de reacción, la reacción de transesterificación se hizo cinéticamente controlada y a alta temperatura de reacción, la reacción de transesterificación era dependiente de la convección en el sistema de transferencia de masa o características del sistema. La temperatura de reacción óptima se encontró que era 60° C.

3.5. Efecto de la potencia ultrasónica

La energía ultrasónica entregada a la mezcla de reacción decide el grado de cavitación y por lo tanto el rendimiento. El efecto de la energía ultrasónica en el rendimiento biodiesel se ha investigado a diferentes valores que van desde 60 W a 120 w mientras que otros parámetros tales como la relación molar 9: 1, la carga del catalizador 1,0% (w / w) de la WCO, la temperatura de 60 °C y ciclo de trabajo 50 % se mantuvieron constantes. Los resultados obtenidos se han mostrado en la figura. 4. Se observó que, como la potencia ultrasónica aumentado de 60 W 120 W también el rendimiento de biodiesel aumentó de 76,2% a 93,5%. El aumento en el rendimiento biodiesel atribuido al hecho de que, también como la potencia ultrasónica aumenta el efecto de cavitación aumenta lo que resulta en una mezcla suficiente y la emulsión más fina de dos capas líquidas inmiscibles [32]. Informó que ultrasonicación incrementó las actividades catalizador heterogéneo mediante la formación de nanoemulsión, lo que aumentaría en gran medida el área superficial del catalizador heterogéneo para el sitio catalítico activo y mejorar la reacción de transesterificación.

También informaron que los efectos físicos como micro-turbulencia, micro-corriente y la formación de micro-emulsión proporcionaron una alta área interfacial a la mezcla de reacción que llevó a la intensificación. Se encontró que el efecto del catalizador.