Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:03:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselProcessamento.pdf: 3294034 bytes, checksum: b61a5b09ca384b83cc6ffd6ad283b25f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T12:50:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselProcessamento.pdf: 3294034 bytes, checksum: b61a5b09ca384b83cc6ffd6ad283b25f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T12:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselProcessamento.pdf: 3294034 bytes, checksum: b61a5b09ca384b83cc6ffd6ad283b25f (MD5) Previous issue date: 2014-06 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Analisa-se experimentalmente a produção de biodiesel a partir do processamento das oleaginosas amazônicas compadre-do-azeite (Plukenethia polyadenia) e comadre-do-azeite (Onphalea diandra), como uma alternativa potencialmente viável para compor a matriz energética. Desde a Revolução Industrial no século XIX, a matriz energética mundial sempre foi baseada em combustíveis fósseis. Com a escassez desses combustíveis, a elevação de preços muito ocasionada com os constantes conflitos nas principais regiões produtoras, tem tornado as pesquisas em fontes renováveis cada vez mais atrativas. O estudo de novas fontes de óleos vegetais como alternativa energética é importante para o País, particularmente para os amazônicos; possibilitando estruturar cadeias produtivas de oleaginosas na região, gerando emprego no campo, efeitos distributivos na economia regional e, um vetor de desenvolvimento sustentável na Amazônia, sem agressão ao meio ambiente. A proposta deste trabalho é estudar duas espécies da família euphorbiaceae, as lianas Plukenethia polyadenia e Onphalea diandra, mais conhecidas como compadre-do-azeite e comadre-do-azeite respectivamente, produtoras de óleo; extrair e caracterizar os mesmos, sugerindo possíveis aplicações e utilizando-os para a produção de biodiesel através de uma transesterificação metílica, utilizando hidróxido de potássio como catalisador, tratando-se o processo com base em ensaios estatisticamente planejados. Verifica-se a influência das variáveis de entrada: concentração óleo/álcool, temperatura e concentração de catalisador na resposta rendimento em biodiesel, através da metodologia de superfície de resposta (RSM) empregando o planejamento de Box-Behenken. Visa-se dessa forma agregar valor a um rejeito da indústria de beneficiamento de caulim, utilizando zeólitas produzidas desse material como catalisador em substituição ao KOH, comparando as eficiências dos dois tratamentos. O planejamento de Box-Benhken se mostrou eficiente para otimizar a catálise homogênea dos biodieseis, concluindo-se que a concentração do catalisador foi a variável controladora do processo de produção dos biodieseis, e o aumento de sua concentração causa influência negativa e indesejável ao rendimento do produto. / Analyse experimentally the production of biodiesel from oilseeds processing compadre of Amazonian oil (plukenethia polyadenia) and Ruth-of-oil (Aubrey onphalea), as a potentially viable alternative to compose the energy matrix. Since the Industrial Revolution in the 19th century, the world energy matrix has always been based on fossil fuels. With the scarcity of such fuels, the rise of prices caused with the constant conflicts in major producing regions, has become the research into renewable sources increasingly attractive. The study of new sources of vegetable oils as alternative energy is important for the Country, particularly for the Amazon; enabling structure of oilseeds production chains in the region, generating employment in the field, distributional effects on regional economy and a vector of sustainable development in the Amazon, no aggression to the environment. The purpose of this work is to study two species of the family euphorbiaceae, lianas and polyadenia Onphalea Plukenethia diandra, better known as compadre of the olive oil and the olive oil Cummer respectively, oil-producing; extract and characterize them, suggesting possible applications and using them for the production of biodiesel through Transesterification using methyl potassium hydroxide as a catalyst, in the case the process based on statistical tests planned. The influence of input variables: oil/alcohol concentration, temperature and concentration of catalyst on biodiesel yield response by response surface methodology (RSM) employing the Box-Behenken planning. The aim is thus to add value to a tailing kaolin processing industry, using zeolites produced this material as a catalyst to KOH, comparing the efficiencies of the two treatments. The Box-planning Benhken proved efficient to optimize the homogeneous catalysis of the biodieseis, concluding that the concentration of the catalyst was the variable controlling the production process of biodieseis, and the increase of its concentration cause negative and undesirable influence the yield of the product.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T14:46:23Z No. of bitstreams: 1 DEYZI SANTOS GOUVEIA - TESE PPGEP 2013..pdf: 23818629 bytes, checksum: 1446eed173142071f0a7597927cef5f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T14:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEYZI SANTOS GOUVEIA - TESE PPGEP 2013..pdf: 23818629 bytes, checksum: 1446eed173142071f0a7597927cef5f1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Capes / Realizou-se esta pesquisa com o objetivo de analisar a composição lipídica do óleo de coco catolé (Syagrus oleracea Mart.) quanto ao perfil de ácidos graxos, identidade do óleo e possíveis variações decorrentes da degradação térmica. Para este fim também foram realizados os seguintes procedimentos: caracterização físico-química da amêndoa; secagem nas temperaturas de 40, 50, 60 e 70°C e levantamento da cinética nessas temperaturas, aplicando-se os modelos de Page, Henderson & Pabis, Lewis, Wang & Singh e Midilli et al; extração do óleo da amêndoa do coco catolé in natura e procedentes dos 4 níveis de secagens; caracterização físico-química do óleo (índice de acidez, índice de peróxido, índice de refração, índice de saponificação e índice de iodo) segundo metodologia proposta pela AOCS (2009); determinação da viscosidade cinemática do óleo a 40 °C e composição em ácidos graxos láurico (C12:0), mirístico (C14:0), palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oleico (C18:l) e linoleico (C18:2) do óleo, por cromatografia gasosa; avaliação da estabilidade térmica do óleo de coco catolé através da termogravimetria (TG); avaliação oxidativa do óleo utilizando-se o método Rancimat; avaliação do estresse térmico, segundo estudo da degradação dos componentes graxos do óleo de coco catolé devido à sua permanência durante 5 minutos, nas temperaturas de 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180°C, respectivamente, concluiu-se que: O teor lipídico, proteico e de carboidratos do coco catolé fornece cerca de 30,23% das necessidades calóricas de uma dieta de 2.000 Kcal de um indivíduo adulto; dentre os modelos testados o de Midilli et al. apresentou os maiores valores de R2 e os menores valores de DQM, para todas as temperaturas ajustando-se melhor aos dados observados; o óleo apresenta baixa possibilidade de deterioração oxidativa e boa estabilidade térmica com início de degradação em 203,1 °C; pela análise das curvas TG/DTG constatou-se a existência de duas etapas de decomposição térmica nos intervalos de 203,1 a 469,9 °C e 469,9 a 586,1 °C, com respectivas perdas de massa de 95,9 e 4,1 %; não houve variações relevantes com o aumento da temperatura no percentual do perfil de ácidos graxos do constituinte C 12:0 (ácido láurico), presente em maior quantidade no óleo. / This research was conducted with the objective of analyzing the lipid composition of catole coconut oil (Syagrus oleracea Mart.) with regard to the fatty acid profile, oil identity and possible variations resulting from thermal degradation. For this purpose the following procedures were performed: chemical and physico-chemical characterization of almond; drying (pre-extraction) at temperatures of 40, 50, 60 and 70 °C; drying kinetics in these temperatures, applying Page, Henderson & Pabis, Lewis, Wang & Singh e Midilli et al. models; extraction of catole coconut oil of fresh almond and coming from 4 levels of drying; physicochemical characterization of oil (water content, acid value, peroxide value, refractive index, saponification number, iodine number and density), according to the methodology proposed by AOCS (2009) and, finally, fatty acid of oil composition (lauric (C12:0), myristic (C14:0), palmitic (C16:0), stearic (C18:0), oleic (C18:l) and linoleic (CI 8:2)) by gas chromatography; evaluating the thermal stability of the catole coconut oil using thermogravimetry (TG); Review of oxidative oil using the Rancimat method; kinematic viscosity determination of oil at 40 °C; evaluation of thermal stress, according to the degradation study of the fatty acids components from catole coconut oil due to the permanence of this by 5 minutes, at temperatures of 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 °C, respectively. It was concluded: The content of lipid, protein and carbohydrate of catole coconut provides approximately 30.23% of the caloric needs of a 2,000 kcal diet for an adult; among the models tested, Midilli et al. models had the highest R2 values and lower values of DQM, for all temperatures, adjusting better to the observed data; The oil has a low possibility of oxidative deterioration and good thermal stability with degradation beginning at 203.1 °C; by analysis of the TG / DTG curves was observed the existence of two stages of thermal decomposition at intervals from 203.1 to 469.9 °C and 469.9 to 586.1 °C, with respective mass losses of 95.9 and 4,1%; there were no significant variations in percentage of the fatty acid profile of constituent C 12:0 (lauric acid), present in larger quantities in catole coconut oil, with temperature increase.

CAPES / As emissões de gases de efeito estufa (GEE) vêm gerando graves mudanças no clima mundial. Uma das soluções propostas para mitigar o problema é a substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis. A eficácia dessa medida tem sido questionada, tendo em vista as possíveis consequências indiretas da produção agrícola. A Avaliação Consequencial do Ciclo de Vida é um método de avaliação ambiental de produtos que inclui efeitos indiretos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é aplicar o método para obtenção de um inventário do uso agrícola do solo necessário para incrementar a produção de óleo vegetal visando atender a mudança na demanda de biodiesel no Brasil prevista para o período 2010-2030. Das matérias-primas consideradas (soja, amendoim, algodão, dendê, girassol e canola), o estudo mostra que o óleo de dendê é a matéria-prima marginal e apenas 5% da área potencial para plantio de dendê seria utilizada para atender ao incremento na demanda de biodiesel. A área necessária diretamente pelo dendê seria de 2,1 milhões de hectares na região Norte do Brasil. A torta de amêndoa, co-produto dependente do processo multifuncional do dendê, pode substituir o farelo de soja usado como ração, evitando o plantio de 0,6 milhões de hectares de soja. Assim, o inventário final do uso do solo é um incremento 1,5 milhões de hectares para produção agrícola na região Norte do Brasil. Foram desenvolvidos cenários alternativos: produtividade do dendê constante, mudança no horizonte temporal (2010-2020) e mudança na taxa de crescimento do co-produto determinante. Não houve alteração no resultado do estudo para os cenários considerados. / Greenhouse gas emission has several negative consequences on worldwide climate. Biofuels have been considered one of the solutions to mitigate this problem by substitution of fossil fuel. However, indirect effects should be included in order to produce more reliable results in environmental assessment. In this context, Consequential Life Cycle Assessment is a method that can fill this gap. The objective of this work is to use the method to obtain the agricultural land use inventory to meet the biodiesel demand change in Brazil, considering the period 2010-2030. Only the main feedstock were included (soybean, peanut, cottonseed, palm, sunflower and canola). From these, the study found the palm oil as the marginal one. Around 5% of the potential area for palm would be used to meet the biodiesel demand change. The increased area would be 2,1 million hectares in North region of Brazil. The palm meal, which is a dependent co-product from multifunctional process, can substitute soybean meal as animal feed. The substitution avoids 0,6 million hectares of soybean in North region. Finally, the net land use inventory is 1,5 million hectares in North region of Brazil. Three alternative cenarios were developed: palm productivity unchanged, a different time horizon (2010-2020) and a different increasing rate for the determinant co-product. The same result was found for all cenarios.

CNPq; FAPESB / O uso de combustíveis adulterados acarreta danos aos veículos, desgaste de peças, aumento do consumo de combustível, bem como da emissão de material particulado e de gases de exaustão. Os métodos usados para determinação da adulteração do diesel, em geral, não são rápidos, incluem diversas etapas de preparação de amostras, apresentam alto custo de análises e requerem equipamentos complexos com necessidades constantes de calibração e aferição. Além de demandar tempo para coleta e logística das amostras. Com o propósito de avaliar possíveis adulterações de óleo diesel, com óleo vegetal in natura ou residual, em vez de biodiesel, foi usada a espectrofluorimetria como técnica analítica para este fim. Inicialmente foram preparadas misturas individuais de óleo diesel (S1800), contendo 2, 4, 6, 8, 10, 15 e 20 % de óleo e de biodiesel de soja, de canola e residual de fritura. Esses combustíveis foram analisados por Infravermelho e por espectrofluorimetria, usando espectrofluorímetro da marca Varian e da marca Quimis (protótipo), que utiliza LEDs como fontes de luz de excitação ao invés de lâmpada de xenônio. Apenas com os espectros resultantes dessas análises não se obteve diferenciação entre as amostras desejadas, tornando necessário o uso da análise de componentes principais (PCA). Com base na PCA realizada a partir dos resultados obtidos no protótipo, foram diferenciadas com nitidez diesel de biodiesel ou de óleo vegetal, bem como, discriminadas as misturas de diesel/óleo e diesel/biodiesel de soja e de fritura. Já os resultados obtidos no Varian apresentaram distinção nítida apenas para as misturas contendo óleo e biodiesel de fritura. Os resultados do Infravermelho apresentaram notável diferenciação entre as misturas diesel/biodiesel e diesel/óleo para todas as amostras na região de 1700 a 1800 cm-¹. No entanto, esta técnica não foi efetiva em distinguir biodiesel e/ou óleo vegetal adicionado ao diesel, sem aplicação da PCA. Por outro lado, com o propósito de evidenciar sinais específicos de fluorescência nos combustíveis em questão, como por exemplo, a presença de sinais de clorofila nos óleos vegetais e/ou monoésteres, foi utilizada substâncias (aditivos), como a Floroglucina, Fluoresceína, Stains All, p-Anisaldeído, Dimetilaminobenzaldeído, Sudan III, Rodamina B e Nile, Red. As quais foram adicionadas às amostras puras de diesel, óleo vegetal e biodiesel. As amostras foram analisadas em espectrofluorímetro Varian, onde se verificou que o Sudan III foi o único a apresentar resultado eficaz, nas condições testadas. Usando esse composto a fluorescência da clorofila presente em óleos e monoésteres foi realçada (675 nm), inclusive no óleo e biodiesel de fritura. Estes resultados possibilitaram a discriminação de diesel, óleo vegetal e biodiesel, bem como, a caracterização rápida da adição de óleo vegetal in natura ou residual ao diesel. / The use of adulterated fuels causes damage in vehicles, wear parts, increase in fuel consumption, as well as emission of particulate material and exhaust gas. The methods used for determination of diesel adulteration, in general, are not fast, they include various stages of sample preparation, at high cost and require complex equipment that needs constant calibration and measurement, besides involving time consuming to collect and logistics of samples. In order to evaluate possible adulteration of diesel with fresh vegetable oil or waste, rather than biodiesel, spectrofluorimetry was used as analytical technique for this purpose. Initially, Individual mixtures of diesel (S1800) were prepared containing 2, 4, 6, 8, 10, 15 and 20 % of oil and soybean biodiesel, canola and residual frying oil. These fuels were analyzed by Infrared and spectrofluorimetry, using spectrofluorimeter from brands Varian and Quimis (prototype), which use LEDs as excitation light source instead of the xenon lamp. Only with the spectra resulting from this analysis any distinction was obtained among the desired samples, making necessary the usage of the principal component analysis (PCA). Based on the PCA carried out from the results obtained in the prototype, it was clearly distinguished diesel from biodiesel or vegetable oil, as well as, separated mixtures of diesel/oil and diesel/biodiesel of soybean and frying. The results obtained from Varian showed clear distinction for mixtures containing oil and biodiesel frying only. The infrared results showed remarkable difference between mixtures of diesel/oil and diesel/biodiesel for all the samples in the region 1700-1800 cm-¹. However, this technique was not effective in distinguishing biodiesel and/or vegetable oil added to diesel, without application of the PCA. Moreover, for the purpose of putting evidence in specific fluorescence signals in fuels, for example, the presence of chlorophyll signals in vegetable oils and / or monoesters,some substances (additives) were used, such as Phoroglucine, Fluorescein, Stains All, p-anisaldehyde, Dimethylaminobenzaldehyde, Sudan III, Nile Red and Rhodamine B. Which were added to samples of pure diesel, vegetable oil and biodiesel. The samples were analyzed in Varian spectrofluorimeter, where it was found that the Sudan III was the only one to show effective results under the conditions tested. Using this compound, the fluorescence of chlorophyll present in oils and monoesters is highlighted (675 nm), including the frying oil and biodiesel. These results allowed discrimination of diesel, vegetable oil and biodiesel, as well as the rapid characterization of fresh vegetable oil addition or residual to diesel. / 5000

CAPES / As emissões de gases de efeito estufa (GEE) vêm gerando graves mudanças no clima mundial. Uma das soluções propostas para mitigar o problema é a substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis. A eficácia dessa medida tem sido questionada, tendo em vista as possíveis consequências indiretas da produção agrícola. A Avaliação Consequencial do Ciclo de Vida é um método de avaliação ambiental de produtos que inclui efeitos indiretos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é aplicar o método para obtenção de um inventário do uso agrícola do solo necessário para incrementar a produção de óleo vegetal visando atender a mudança na demanda de biodiesel no Brasil prevista para o período 2010-2030. Das matérias-primas consideradas (soja, amendoim, algodão, dendê, girassol e canola), o estudo mostra que o óleo de dendê é a matéria-prima marginal e apenas 5% da área potencial para plantio de dendê seria utilizada para atender ao incremento na demanda de biodiesel. A área necessária diretamente pelo dendê seria de 2,1 milhões de hectares na região Norte do Brasil. A torta de amêndoa, co-produto dependente do processo multifuncional do dendê, pode substituir o farelo de soja usado como ração, evitando o plantio de 0,6 milhões de hectares de soja. Assim, o inventário final do uso do solo é um incremento 1,5 milhões de hectares para produção agrícola na região Norte do Brasil. Foram desenvolvidos cenários alternativos: produtividade do dendê constante, mudança no horizonte temporal (2010-2020) e mudança na taxa de crescimento do co-produto determinante. Não houve alteração no resultado do estudo para os cenários considerados. / Greenhouse gas emission has several negative consequences on worldwide climate. Biofuels have been considered one of the solutions to mitigate this problem by substitution of fossil fuel. However, indirect effects should be included in order to produce more reliable results in environmental assessment. In this context, Consequential Life Cycle Assessment is a method that can fill this gap. The objective of this work is to use the method to obtain the agricultural land use inventory to meet the biodiesel demand change in Brazil, considering the period 2010-2030. Only the main feedstock were included (soybean, peanut, cottonseed, palm, sunflower and canola). From these, the study found the palm oil as the marginal one. Around 5% of the potential area for palm would be used to meet the biodiesel demand change. The increased area would be 2,1 million hectares in North region of Brazil. The palm meal, which is a dependent co-product from multifunctional process, can substitute soybean meal as animal feed. The substitution avoids 0,6 million hectares of soybean in North region. Finally, the net land use inventory is 1,5 million hectares in North region of Brazil. Three alternative cenarios were developed: palm productivity unchanged, a different time horizon (2010-2020) and a different increasing rate for the determinant co-product. The same result was found for all cenarios.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talita A da Silva Colonelli.pdf: 1852584 bytes, checksum: e632eeca81f27bb4d1bb3fa01e1f6587 (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper proposes biodiesel production by non-catalytic process using ethanol in pressurized conditions in continuous mode of Macaúba oil (Acrocomia aculeata), evaluating the effect of process variables (temperature, pressure, mass ratio oil: alcohol and addition of cosolvent) on the conversion of the reaction in terms of fatty acid esters to determine the best experimental conditions. As well as envisioned, a study of changes in driving the reaction in pressurized conditions, seeking to decrease the reaction conditions of temperature and pressure. The results show this study that regarding obtaining better rates of mass transfer, the use of fillings of glass spheres presented performed better. Through planning Plackett Burman 12, it was found that the variables that showed greater significance in the process were the weight ratio (alcohol: oil) and the addition of cosolvent, besides that, it was observed that the results for the decomposition were satisfactory (<5.0%). With this we was performed a kinetic study, based on these two variables, where it was found that the use of a larger amount of alcohol in the process did not prove to be beneficial, already the addition of cosolvent played a positive role enabling reduction in the time and reaction temperature, since the condition of 275 º C was achieved a yield of 89.62%. / O presente trabalho propõe a produção de biodiesel pelo processo não catalítico utilizando etanol em condições pressurizadas em modo contínuo do óleo de Macaúba (Acrocomia aculeata), avaliando o efeito das variáveis de processo (temperatura, pressão, razão mássica óleo:álcool e adição de cossolvente) sobre a conversão da reação em termos de ésteres de ácidos graxos visando determinar as melhores condições experimentais. Vislumbrou-se também um estudo de modificações na condução da reação em condições pressurizadas, buscando diminuir as condições reacionais de temperatura e pressão. Os resultados obtidos demonstram que, no estudo referente a obtenção de melhores taxas de transferência de massa, a utilização de recheios de esferas de vidro apresentaram melhor desempenho. Através do planejamento Plackett Burman 12, verificou-se que as variáveis que apresentaram maior significância no processo foram a razão mássica (álcool:óleo) e a adição de cossolvente, além de que, observou-se que os resultados referentes a taxa de decomposição apresentaram-se satisfatórios (<5,0%). Com isso realizou-se um estudo cinético baseado nestas duas variáveis, onde verificou-se que a utilização de uma maior quantidade de álcool no processo não apresentou-se benéfico, já a adição de cossolvente desempenhou um papel positivo ao possibilitar a diminuição do tempo e temperatura de reação, uma vez que na condição de 275ºC houve um rendimento de 89,62%.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolline Rodrigues Ranucci.pdf: 1478673 bytes, checksum: dbf05cf901d293b1091d138f2695fb5f (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase in global energy demand has contributed to the search for alternative energy sources aimed at reducing the dependency on fossil fuels. The airline industry increasingly invests in the development of a less dependent on fossil fuel sources, that is from renewable sources and to maintain the original composition of fossil kerosene (jet fuel-1), preventing changes are needed in aircraft engines. An alternative is the production of so-called Biokerosene from oil intended for energy purposes. In this context, there are the jatropha oil (Jatropha curcas L.), babassu (Orbignya phalerata) and palm kernel (Elaeis guineenses) who present themselves as strong potential for the production of bio-kerosene. The objective of this study was to obtain an alternative aviation biofuel to fossil kerosene (jet fuel-1) from the transesterification reaction by homogeneous catalysis, esters were subjected to vacuum fractional distillation process, and the fractions that showed higher contents of minor carbon chains compounds were mixed with fossil commercial kerosene in the proportions of 5, 10 and 20% (biokerosene/kerosene). Also mixtures of the methyl esters of kerosene were performed in the same proportions. Some quality specifications determined by the standard of ANP No. 38 of 28.07.2011 DOU 29.07.2011, as the kinematic viscosity, calorific value, density and flash point were tested for both the methyl esters and bio-kerosene as to their mixtures to fossil kerosene. Mixtures up to 20% bio-kerosene jatropha, babassu and palm kernel in the evaluated quality parameters only the calorific value did not meet the established limits, lying below this by a very small margin. Based on these results, it has been found feasible to carry blends of Jatropha Biokerosene, babassu oil and palm kernel prepared by this method with commercial jet fuel up to 10% (v/v), and if the range of acceptability of parameters is larger this percentage can reach up to 20%. The characterization of mixtures of methyl esters/kerosene confirmed that the biofuels obtained by the proportion between 10 and 20%, has properties comparable with the commercial aviation fuel available. / O aumento da demanda energética mundial tem contribuído para a busca de fontes alternativas de energia que visem à redução na dependência de combustíveis fósseis. O setor aéreo investe cada vez mais no desenvolvimento de um combustível menos dependente de fontes fósseis, que seja de origem renovável e que mantenha a composição original do querosene fóssil (QAV-1), evitando que sejam necessárias modificações nos motores das aeronaves. Uma alternativa está na produção do denominado bioquerosene a partir de oleaginosas destinadas para fins energéticos. Nesse contexto, tem-se os óleos de pinhão manso (Jatropha curcas L.), babaçu (Orbignya phalerata) e palmiste (Elaeis guineenses) que se apresentam como forte potencial para a produção de bioquerosene. O objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de um biocombustível de aviação alternativo ao querosene fóssil (QAV-1), a partir da reação de transesterificação por catálise homogênea, os ésteres obtidos foram submetidos ao processo de destilação fracionada a vácuo, e as frações que apresentaram maiores teores de compostos de cadeias de carbono menores foram misturadas ao querosene fóssil comercial nas proporções de 5, 10 e 20% (bioquerosene/querosene). Também foram realizadas misturas dos ésteres metílicos com o querosene nas mesmas proporções. Algumas especificações de qualidade determinadas pela Norma da ANP Nº 38, de 28.07.2011 DOU 29.07.2011, como a viscosidade cinemática, poder calorífico, massa específica e ponto de fulgor, foram testadas tanto para os ésteres metílicos e bioquerosene quanto para as suas misturas ao querosene fóssil. As misturas de até 20% de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste nos parâmetros de qualidade avaliados apenas o poder calorífico não atendeu os limites estabelecidos, encontrando-se abaixo deste por uma margem muito pequena. Com base nestes resultados, verificou-se ser viável realizar misturas de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste preparadas por este método com querosene de aviação comercial em até 10% (v/v), e caso a faixa de aceitabilidade dos parâmetros seja ampliada, este percentual pode chegar a até 20%. As caracterizações das misturas dos ésteres metílicos/querosene confirmaram que o biocombustível obtido pela proporção entre 10 e 20%, possui propriedades comparáveis com o combustível de aviação comercial disponível.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Layani Crystini Antonio da Silva.pdf: 3602080 bytes, checksum: 549974109a316672aa67e6aa29fdb910 (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / The demand for renewable energy sources that are environmentally friendly is increasing every year, especially for biodiesel, a biofuel for use in internal combustion engines biodegradable and nontoxic. In turn, biodiesel is commercially produced by transesterification process using homogeneous catalysts such as NaOH or KOH, which possess good yields despite purification steps of biodiesel quite costly, and the raw material used has a high cost. The replacement of homogeneous catalysts by heterogeneous transesterification reactions is very promising because this method has some advantages such as easy separation of the biodiesel formed in the reaction and the catalyst and the possibility of reuse of the catalyst. This study aimed to produce biodiesel using modified clays as heterogeneous catalyst. Clays are abundant natural raw materials and therefore have a low cost, and enable manipulation of their properties. Thus, natural clays have been chemically modified by treatment with KF. After treatment the catalysts were characterized structurally by the techniques of XRF, XRD, IR, SEM and BET then applied to transesterification reactions. Tests using Hammett indicators were applied on fresh catalysts and clay, where the results confirmed a greater number of basic sites for the catalysts compared to untreated clay with KF. To achieve the goal of producing biodiesel was performed 23 factorial design for three catalysts. Thus the best yield obtained was 89% using the catalyst KF-Clay 1 in molar ratio 1:9 reaction conditions, amount of catalyst of 25% over the mass of the oil temperature of 80 ° C and 1 hour of reaction. Test was conducted with catalyst reuse Clay KF-1 that showed a gradual loss of catalytic activity and leaching tests showed that among the three catalysts used at work, Clay KF-1 shows greater stability. / A procura por fontes renováveis de energia que sejam ambientalmente corretas vem aumentando a cada ano, em especial para o biodiesel, um biocombustível para uso em motores a combustão interna biodegradável e não tóxico. Por sua vez, o biodiesel é produzido comercialmente pelo processo de transesterificação utilizando catalisadores homogêneos tais como NaOH ou KOH, que apesar de bons rendimentos possuem etapas de purificação do biodiesel bastante onerosas e, a matéria prima utilizada possui um alto custo. A substituição de catalisadores homogêneos por heterogêneos em reações de transesterificação é bastante promissora, pois este método possui algumas vantagens como fácil separação entre o biodiesel formado na reação e o catalisador e possibilidade de reuso do catalisador. Este trabalho teve como objetivo produzir biodiesel empregando argilas modificadas como catalisador heterogêneo. As argilas são matérias-primas naturais abundantes e, portanto, possuem baixo custo, além de possibilitar manipulação de suas propriedades. Desta forma, argilas naturais foram modificadas quimicamente por tratamento com KF. Após o tratamento os catalisadores obtidos foram caracterizados estruturalmente pelas técnicas de FRX, DRX, IV, MEV e BET, depois aplicados em reações de transesterificação. Testes utilizando indicadores de Hammett foram aplicados sobre as argilas in natura e catalisadores, onde os resultados comprovaram um maior número de sítios básicos para os catalisadores, quando comparados com argila sem tratamento com KF. Para alcançar o objetivo de produção de biodiesel foi realizado planejamento fatorial 23 para três catalisadores. Assim o melhor rendimento obtido foi de 89% utilizando o catalisador KF-Argila 1, nas condições reacionais razão molar 1:9, quantidade de catalisador de 25% em relação a massa do óleo, temperatura de 80 oC e 1 hora de reação. Foi realizado teste de reuso com o catalisador KF-Argila 1 que apresentou uma gradativa perda na atividade catalítica e, testes de lixiviação comprovaram que dentre os três catalisadores utilizados no trabalho, o KF-Argila 1 apresenta maior estabilidade.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreia Fatima Zanette.pdf: 1763321 bytes, checksum: 2ac6f2e4fb36ec4d7935446c7ec228f6 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for renewable sources of energy had increased intensely through the last years. By this way, biofuels are starting to play an important role as an alternative in opposition to fossil fuels. Biodiesel can be obtained by a transesterification reaction of oils with a short alcohol chain. In this regard, the species Jatropha curcas has been showing many advantages due its good quality of its extracted oil, yet it does not rival with food production. The use of heterogeneous catalysts presents itself as a promising alternative to the homogeneous catalysts, reducing biodiesel production costs, because the process of separation of the reaction results is simpler, there s not soap production, besides the possibility of re-using the catalyst. In this sense, the objective of this study was to valuate the efficiency of the following heterogeneous catalysts: resins, zeolites, clays, hydrotalcites, aluminas, and niobium oxide in the esters of fatty acids production, using methanol and Jatrophas curcas oil as substrates. For this finality, were made experimentation in a batch reactor in order to reach the catalysts screening in the following operational conditions: oil to methanol molar ratio of 1:9, 6 hours of reaction, 5 % (w/w) catalysts, at 6 °C to 120 °C. Results showed that an increasing in the temperature conduces an increment in the reaction s efficiency. Were selected two catalysts that presented the highest efficiency: clayl KSF and the resin Amberlyst 15, the both are commercial catalysts. A DCCR 23 complete experimental planning was made with this both catalysts to maximize the percentage of esters in the reaction. Independent variables and valuated levels in the planning were: temperature between 80 °C and 180 °C, oil to methanol molar ratio at 1:4 to 1:14, and catalyst percentage of 1 to 20% (w/w). Reaction conditions for a maximum efficiency in esters were: oil to methanol molar ratio of 1:12, 5 % (w/w) of catalyst, 160 °C and 6 hours of reaction, for both catalysts, obtaining a percentage of 70 % for clay and 60 % for the resin. It was also made a study of these catalysts re-utilization in five successive experiments in a batch reactor in the optimized reaction conditions for the both catalysts. It was observed an efficiency decrease in the number of the catalyst using cycles. In the fifth cycle the reaction efficiency was 37,5 % with the clay KSF and 25,2 % with the resin Amberlyst 15. As well, was searched the characterization of the catalysts about the area and the diameter of their pores by means of nitrogen isotherms and the application of the BET and BJH methods, which identified that the products present microporous and mesoporous. Yet, experiments were made to obtain the reaction kinetics in a batch reactor in the optimized conditions of the reaction. A simplified kinetic model was proposed, which described the reaction kinetics nicely. / A busca por fontes renováveis de energia tem-se intensificado nos últimos anos. Desta forma, os biocombustíveis estão adquirindo um papel relevante como alternativa aos combustíveis fósseis. O biodiesel pode ser obtido pela reação de transesterificação de óleos com um álcool de cadeia curta. Neste cenário, a espécie Jatropha curcas tem mostrado vantagens pela boa qualidade do óleo extraído, além de não competir com a alimentação. O emprego de catalisadores heterogêneos apresenta-se como alternativa promissora aos catalisadores homogêneos, reduzindo os custos da produção de biodiesel, pois o processo de separação dos produtos da reação é mais simples, não há a formação de sabão, além da possibilidade de reutilização do catalisador. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência dos seguintes catalisadores heterogêneos: resinas, zeólitas, argilas, aluminas, hidrotalcitas e óxido de nióbio na produção de ésteres de ácidos graxos, utilizando metanol e óleo de pinhão manso como substratos. Para esse fim, foram realizados experimentos num reator batelada visando ao screening do catalisador nas seguintes condições operacionais: razão molar óleo:metanol de 1:9, 6 horas de reação, 5 % (m/m) de catalisador, nas temperaturas de 60 °C e 120 °C. Na temperatura de 60 °C o maior rendimento em ésteres foi de 18 %, e até 40 % na temperatura de 120 °C. Os resultados mostraram que um aumento na temperatura conduz a um incremento no rendimento da reação. Foram selecionados dois catalisadores que apresentaram o maior rendimento, a argila KSF e a resina Amberlyst 15, ambos catalisadores comerciais. Foi realizado um planejamento experimental completo DCCR 23 com estes dois catalisadores a fim de maximizar o teor de ésteres da reação. As variáveis independentes e níveis avaliados no planejamento foram: temperatura entre 80 e 180 °C, razão molar óleo:metanol de 1:4 a 1:14, e teor de catalisador de 1 a 20 % (m/m). As condições reacionais para um máximo de rendimento em ésteres foram: razão molar óleo:metanol de 1:12, 5 % (m/m) de catalisador, 160 °C e 6 horas de reação, para ambos os catalisadores, obtendo um teor de ésteres de 70 % para a argila e de 60 % para a resina. Também foi realizado um estudo da reutilização destes catalisadores em cinco experimentos consecutivos em um reator batelada nas condições reacionais otimizadas para os dois catalisadores. Observou-se um decréscimo do rendimento com o número de ciclos de utilização do catalisador. No quinto ciclo o rendimento da reação foi de 37,5% para a argila KSF e de 25,2 % para a resina Amberlyst 15. Também foi realizada a caracterização dos catalisadores quanto à área e o diâmetro dos poros por meio das isotermas de nitrogênio e aplicação dos métodos BET e BJH. Os resultados obtidos mostraram que os materiais avaliados apresentam microporosos e mesoporosos.Também foram realizados experimentos para a obtenção da cinética da reação em um reator batelada nas condições otimizadas da reação. Um modelo cinético simplificado foi proposto, o qual descreveu satisfatoriamente a cinética da reação.

A crescente preocupação com a poluição ambiental nos centros urbanos tem motivado a adoção de medidas que visam a reduzir o impacto que os agentes poluidores causam. Na cidade de Curitiba, PR, esta preocupação levou os órgãos reguladores do transporte urbano a fomentar o uso do biodiesel B100 como combustível para um conjunto de 34 ônibus da frota da cidade. Entretanto, a adoção desta medida trouxe a necessidade de garantir a vida útil dos motores, o que foi feito definindo-se um plano de manutenção muito mais conservador que o usual, e que previa a troca do óleo lubrificante com o dobro da frequência normalmente praticada. A proposta deste trabalho de mestrado foi a de fazer um estudo que possa subsidiar cientificamente a definição da frequência de troca do lubrificante nos veículos abastecidos com biodiesel B100 no transporte urbano de Curitiba. Para isto, ao longo de um período de 18 meses, o lubrificante desses veículos foi periodicamente analisado, a fim de caracterizar a evolução de seu estado, bem como a degradação de seu desempenho pelo o uso em conjunto com o biodiesel B100. Para obter uma representatividade estatística, tais análises foram feitas em uma população de sete veículos, quatro dos quais eram alimentados com biodiesel B100 e três com óleo diesel convencional, sendo que estes últimos serviam como referência para comparação. As características do lubrificante que foram levadas em conta durante o estudo incluem a viscosidade, a basicidade, a acidez, a oxidação, a contaminação por fuligem, a contaminação por compostos nitrogenados, a contaminação por água, bem como os teores de ferro, chumbo, alumínio, cobre, cromo, silício e molibdênio, elementos estes que tipicamente provêm do desgaste de componentes do motor. O estudo permitiu identificar a viscosidade como a característica que mais se degrada com o envelhecimento do lubrificante pelo seu uso concomitante com o combustível B100. Assim, este parâmetro foi o fator determinante para caracterizar, com base nos resultados obtidos no estudo, que a vida útil do lubrificante deve ser de 9.900 km para o caso de veículos biarticulados, e de 13.100 km para os veículos articulados. Cumpre ressaltar que a realização deste estudo só foi possível pelo interesse e pela colaboração das empresas que juntamente com a UTFPR fizeram parte do projeto LUB-B100: Chevron Brasil Lubrificantes (fabricante de óleos lubrificantes), Volvo do Brasil (montadora de ônibus), Auto Viação Redentor (permissionária do transporte urbano de Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (concessionária de veículos) e URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (fiscalizadora e reguladora do transporte urbano coletivo de Curitiba). / The increasing levels of pollution in urban centers have induced the adoption of mitigating measures in order to reduce negative consequences. In Curitiba, Southern Brazil, the office that regulates urban passenger transport in the city has promoted the use of pure biodiesel (B100) as fuel for a fleet of 34 buses. However, as this measure was put into practice, concerns related to a possible reduction of engine service life were raised, thus forcing the vehicles-owner companies to adopt a conservative maintenance plan, which doubled the frequency of lubricant oil replacement. This was the opportunity for the present study, which aimed to define on a scientific basis the frequency of lubricant oil replacement in engines fueled with biodiesel B100. In order to characterize both the evolution of lubricant oil degradation, as well as the deterioration of lubricant performance due to the use of biodiesel B100, samples of engine lubricant were collected and analyzed along 18 months. Additionally, aiming to confer statistical representativeness to collected data, a population of 7 buses was considered, four of these being fueled with biodiesel B100, while the other 3 with conventional diesel fuel, thus the latter group served as a reference for comparisons. The following parameters of the lubricant oil were measured and analyzed: viscosity, basicity, acidity, oxidation, contamination by soot, contamination by nitrogenous substances, contamination by water, as well as contents of iron, lead, aluminum, copper, chrome, silicon and molybdenum, which are elements typically originated from the wear of metallic components. The conducted study allowed to point out the viscosity as the lubricant parameter that is most sensitive to concomitant use with biodiesel B100. Thus, this parameter was decisive to conclude that based on measured data the service life of the lubricant should be 9900 km for bi-articulated buses, and 13100 km for the articulated ones. It is worth mentioning that the completion of this study became possible by virtue of the collaboration with those companies that took part of the project named LUB-B100, together with the Federal University of Technology - Parana. These companies are Chevron Brasil Lubrificantes (a lubricant maker company), Volvo do Brasil (a bus manufacturer company), Auto Viação Redentor (a company that operates the passenger urban transport in Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (a Volvo dealership company) and URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (the office that regulates the urban passenger transport in Curitiba).