Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-25T16:31:50Z No. of bitstreams: 1 2017_MuniqueGonçalvesGuimarães.pdf: 2159839 bytes, checksum: ff8bfb36a5892ce0e6d7197290907358 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-06T20:54:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_MuniqueGonçalvesGuimarães.pdf: 2159839 bytes, checksum: ff8bfb36a5892ce0e6d7197290907358 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T20:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_MuniqueGonçalvesGuimarães.pdf: 2159839 bytes, checksum: ff8bfb36a5892ce0e6d7197290907358 (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / O uso contínuo de fontes de energias não renováveis e seu impacto associado a diversos fatores, como: preocupações ambientais, escassez das reservas de petróleo bruto e rápido crescimento industrial tem incentivado a comunidade científica a pesquisar processos de transição entre o uso de energias não renováveis e renováveis visando sua substituição. A preocupação com o meio ambiente leva à viabilização de projetos de sustentabilidade do sistema de produção industrial, no qual a geração de resíduos agroindustriais é um dos maiores problemas advindos das atividades agrícolas. Neste contexto, este trabalho visa à utilização de novos catalisadores heterogêneos aplicados a produção de biodiesel, a partir da utilização de resíduos oleaginosos agroindustriais e adaptados ao tipo de cultura de cada região. Diante do exposto, uma nova metodologia de produção de biodiesel foi proposta a fim de agregar operações unitárias reduzindo resíduos e custos operacionais. Assim, a biomassa residual escolhida foi o caroço de pequi oriundo da região Centro-oeste do Brasil. Devido ao alto índice de acidez apresentado pelo material graxo extraído do caroço de pequi (13,8 mg KOH g -1 óleo), foi realizado um estudo da aplicação de resinas catiônicas, tanto em sua forma protônica como impregnada com espécies de Zr em reações de transesterificação/esterificação. Essa resina foi caracterizada por diversas técnicas e observou- se que através das análises elementares de CHN/FRX/EDX, a densidade de sítios -SO3H na resina protônica anidra (5,16 mmol g -1 ) é superior à resina impregnada com zircônio (3,20 mmol g -1 ) e a análise termogravimétrica (TG/DTG) mostrou que a estabilidade térmica da resina sulfonada é limitada pela presença de grupo sulfônico e pela resistência térmica do material polimérico. Diante do exposto, as resinas foram empregadas em reações esterificação/transesterificação e foi obtido conversões superiores a 87%. Para a nova tecnologia proposta, a conversão obtida foi de 64,9%, o que requer aprimoramento para torná- la viável. Sendo assim, os materiais preparados apresentarão grande potencial para aplicação em produção industrial de biodiesel e ainda respeitam os preceitos da química verde no que tange à sustentabilidade, ao reuso e ao reaproveitamento de biomassa residual. / The continued use of non-renewable energy sources and their impact associated with a number of factors, such as: environmental concerns, shortages of crude oil reserves and rapid industrial growth have encouraged the scientific community to investigate transition processes between the use of non-renewable energies and renewable a view to its replacement. The concern with the environment leads to the viability of sustainability projects of the industrial production system, in which the generation of agro-industrial waste is one of the major problems arising from agricultural activities. In this context, this work aims at the use of new heterogeneous catalysts applied to the production of biodiesel, from the use of agro-industrial oleaginous residues and adapted to the type of culture of each region. In view of the above, a new biodiesel production methodology was proposed in order to aggregate unit operations reducing waste and operational costs. Thus, the residual biomass chosen was pequi seed from the Central-West region of Brazil. Due to the high acidity index presented by the fatty material extracted from the pequi core (13.8 mg KOH g-1 oil), a study of the application of cationic resins, both in its proton form and impregnated with Zr species in reactions Transesterification / esterification. This resin was characterized by several techniques and it was observed that by elemental analysis of CHN/FRX/EDX, the density of sites -SO3H in the anhydrous proton resin (5.16 mmol g-1 ) is higher than the resin impregnated with zirconium (3.20 mmol g-1 ) and thermogravimetric analysis (TG/DTG) showed that the thermal stability of the sulfonated resin is limited by the presence of sulfonic group and the thermal resistance of the polymeric material. In view of the above, the resins were used in esterification/transesterification reactions and conversions higher than 87% were obtained. For the proposed new technology, the conversion achieved was 64.9%, which requires improvement to make it viable. Therefore, the prepared materials will present great potential for application in industrial production of biodiesel and still respect the precepts of green chemistry with respect to the sustainability, reuse and reutilization of residual biomass.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-06T20:08:18Z No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-21T17:47:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T17:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / A nanotecnologia traz para as diversas áreas da ciência um grande desafio no estudo de novos materiais. O comportamento diversificado para materiais em escala nanométrica é a nova fonte de conhecimento a ser explorada. Um grande número de materiais nanométricos já são usados. O grande desafio está no fato que um mesmo material pode ser usado em diferentes áreas de aplicabilidade, além do fato que os nanomateriais magnéticos são amplamente explorados no contexto da nanotecnologia. O desenvolvimento desses materiais é de grande importância para processos de produção que devem ser cada vez mais sustentáveis. O mundo busca fontes de energia renováveis e o biodiesel é uma dessas fontes. A sua produção exige catalisadores cada vez mais eficientes, a excelência no processo de sua produção, ocorrerá quando encontrado um catalisador eficiente e também sustentável. A catálise heterogênea é sem dúvida a porta para este acontecimento. E usando um nanocatalisador magnético se ampliam as vantagens na produção do biodiesel por serem recicláveis, econômicos, reutilizáveis e deste modo mais sustentáveis. Este trabalho mostra a síntese de um híbrido de nanopartícula magnética, criada a partir de óxido de ferro e funcionalizada com peptóide, através da reação de Ugi (reação multicomponente, 4RMC, U-4CR), que posteriormente foi utilizado como catalisador heterogêneo em reação de transesterificação e esterificação para obtenção de biodiesel. Através de técnicas de IV, DRX, RMN e HPLC foram feitas análises para a caracterização da nanopartícula de óxido de ferro, do peptóide bem como do biodiesel. Nas condições reacionais que foram utilizadas, foi observada uma baixa conversão de óleo em biodiesel as condições reacionais devem ser modificadas ou a superfície ativa do nanocatalisador magnético peptóide deve ser alterada, podendo ser explorada para estudo uma superfície de natureza básica ou realizar estudo como catalisador em outros materiais. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanotechnology brings to the various areas of science a major challenge in the study of new materials. The diverse behavior for materials gauge scale is the new source of knowledge to be exploited. A large number of gauge materials are already used. The challenge lies in the fact that the same material can be used in different areas of applicability, furthermore magnetic nanomaterials are widely exploited in the context of nanotechnology. The development of these materials is of great importance for production processes to be more sustainable. The world seeks renewable energy sources and biodiesel is one of those sources. Its production requires more efficient catalysts, excellence in the process of production will occur when found an efficient and also sustainable catalyst. Heterogeneous catalysis is undoubtedly the door for this event. And using a magnetic nano-catalyst to extend the advantages in the biodiesel production by being recyclable, economical, reusable and thus more sustainable way. This work shows the synthesis of a hybrid magnetic nanoparticle, created from iron oxide and functionalized with peptoid by Ugi reaction (multicomponent reaction 4RMC U-4CR), which was subsequently used as heterogeneous catalyst in reaction transesterification and esterification reactions to obtain biodiesel. Techniques using IR, XRD, NMR and HPLC were done to characterize the iron oxide nanoparticle, the peptoid as well the biodiesel. On the reaction conditions used herein, a low conversion of oil into biodiesel was observed the reaction conditions should be modified or the active surface of the magnetic nano-catalyst peptoid should be changed and can be exploited to study the basic nature of surface or perform study as a catalyst in other materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2014. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-02T20:22:21Z No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-23T13:43:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T13:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser produzido a partir de gorduras ou óleos de origem animal ou vegetal. Este biocombustível pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores automotivos ou estacionários. Por essas características, o biodiesel vem sendo um grande vetor de redução das emissões de diversos poluentes e no combate ao efeito estufa. Além disso, colabora para uma maior diversificação da matriz energética brasileira, que já é exemplo mundial na utilização de energias renováveis. Este trabalho reporta a preparação, caracterização e o uso da dolomita como catalisador heterogêneo em reação de transesterificação com óleo usado de fritura a fim de produzir biodiesel de 2ª geração. O óleo coletado foi fornecido pelo projeto ambiental na cidade do Gama-DF, Projeto BioGama. Segundo a literatura, a dolomita apresenta resultados positivos como catalisador na reação de transesterificação. Neste trabalho, o objetivo foi estudar as condições de tratamento do catalisador, tais como, temperatura de calcinação e impregnação de outras espécies; e as condições reacionais, tais como temperatura, tempo reacional, quantidade de catalisador e razões molares dos reagentes. Estas diferentes condições visam as melhores taxas de conversão de metil ésteres e reuso do catalisador. Foi possível realizar três ciclos catalíticos na melhor condição reacional com 100% de conversão: dolomita calcinada a 900 °C, 1 h de reação a 60 ºC, razão molar 1:6 (óleo/metanol) e 2% de catalisador (m/m). Foi possível também observar que a taxa de conversão está diretamente relacionada ao conteúdo de CaO no catalisador, o qual apresentou lixiviação ao longo dos ciclos. A fim de reduzir esta lixiviação, foram impregnados espécies de ferro, cobre, níquel e cério à dolomita, porém a perda de espécies de cálcio permaneceu inalterada, não trazendo benefícios para o processo. Sendo assim, o trabalho evidenciou positivamente o uso da dolomita como catalisador na produção de biodiesel priorizando processos mais limpos, econômicos e com altas taxas de conversão de ésteres. / Biodiesel is a biodegradable fuel derived from renewable sources that can be produced from animal or vegetable fat or oil. This biofuel can totally or partly replace diesel oil in automotive or stationary engines. Because of these characteristics, biodiesel has been a major vector in addition reduce emissions of various pollutants and combat global warming. Besides, it helps to diversify the Brazilian energy matrix, which is already a world example in the use of renewable energies. This study reports the preparation, characterization and use of dolomite as heterogeneous catalyst in the transesterification of used frying oil to produce biodiesel of 2nd generation. The oil collected was provided by an environmental project from the city of Gama - DF called BioGama Project. Dolomite has already shown positive results as a catalyst at the transesterification reaction, according to the literature. In this study, the objective was to analyze the treatment conditions of the catalyst, such as calcination temperature and impregnation of other species, and the reaction conditions such as temperature, reaction time, amount of catalyzer and molar ratios of reagents, aiming better conversion rates of methyl esters and the reuse of the catalyzer. It was possible to observe three catalystie cycles with the dolomite calcinned at 900 °C, at the best reaction condition, 1 hour reaction at 60 °C, 1:6 molar ratio (oil/methanol) with 2% of catalyst (w/w) showing 100% of conversion . It was also observed that the conversion rate was directly related to the content of CaO in the catalyst, which showed leaching throughout the cycles. In order to reduce this leaching, iron, copper, nickel and cerium species were impregnated an dolomite. However, the loss of calcium species remained unchanged and did not provide benefits for the process. Thus, this study demonstrated the positive use of dolomite as a catalyst in the production of biodiesel in a way that prioritize cleaner, economical and high rate conversion processes to produce esters.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-22T16:44:14Z No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-23T19:41:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T19:41:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Esse trabalho visa a pesquisa na obtenção de combustíveis alternativos pelas rotas de esterificação, transesterificação e craqueamento, utilizando oleaginosas encontradas nas florestas e litorais brasileiros, como a macaúba, andiroba, castanhola e ouricuri, assim como os resíduos industriais, como o maracujá e a goiaba, com o intuito de encontrar fontes energéticas de menor importância alimentícia, capazes de suprir parcial ou totalmente a demanda de biocombustíveis produzidos a partir do óleo de soja. Dentre os biodieseis produzidos a maioria apresentou resultados satisfatórios em quase todas as análises, mostrando ser possível produzir energia alternativa utilizando oleaginosas alternativas. No entanto, algumas análises ficaram fora da especificação que é o caso do tempo de oxidação do biodiesel de macaúba, castanhola, maracujá e goiaba, e o resíduo de carbono do biodiesel de andiroba, que apresentou um resultado de 0,85%, que é um valor muito elevado. Já no caso do bio-óleo, os que apresentaram resultados satisfatórios foram os de Ouricuri e macaúba. Os outros apresentaram um resíduo de carbono acima da especificado, que é o caso da andiroba, maracujá e goiaba (0,7; 0,6 e 0,7% respectivamente). Esse resultado é consequência da quantidade de insaturações que acarretam na formação de compostos de cadeias longas, aumentando o resíduo. Com esse resultado notou-se que os óleos de maracujá e goiaba, não são apropriados para produção de bio-óleo, mas podem ser utilizados para outros fins. Então, com o intuito de melhorar a rota de produção de biodiesel, foram testados catalisadores de alumina titânio e zircônio. Inicialmente os catalisadores foram testados na produção de ácidos graxos livres (AG).Os catalisadores foram calcinados a 500 e 800 ºC, mas na reação foi utilizado apenas o catalisador calcinado a 500 ºC por apresentar maior área superficial, característica importante para catalisadores heterogêneo. Então, dentre os catalisadores testados, o que apresentou melhore resultados foi o AlZr utilizando 1% ou 5% de catalisador onde foi obtido um rendimento de 89% e 85% de monoalquilester, respectivamente. Isso mostra que para a reação a quantidade de catalizador não interfere na reação. Esse catalisador mostrou ser eficiente na reação por etapas apresentando um resultado de 98%. No entanto, para a reação de reciclo não apresentou resultado satisfatório. / This work has the objective of search the alternative fuels obtained by esterification, transesterification and cracking routes using diversified oil found in the Brazilian forests, how the andiroba, and coast, how the macaúba, castanhola and ouricuri, as well as industrial waste, how the passion fruit and guava, with the objective to find energy source with lowest important in the food able to supply partially or totally of the demand of biofuels produced from soybean oil. Among the biodiesels produced most showed satisfactory results and presented be possible to produce alternative energy using diversified oil. However, some tests those presented stayed out of specification how the oxidation time of macaúba, castanhola, passion fruit and guava biodiesel, and carbon residue of andiroba biodiesel, which had a result of 0.85% which is a very high value. In the bio-oil of ouricuri and macaúba had satisfactory results. The others had a carbon residue above the specification, how the andiroba, passion fruit and guava (0.7, 0.6 and 0.7% respectively). This result is a consequence of the amount of unsaturation that lead to the formation of long chain compounds during cracking reaction, increasing residue. With this result, it was noted that the passion fruit and guava oils are not suitable for bio-oil, but can be used for other purposes. Then in aim to improve the biodiesel production route, titanium and zirconium alumina catalysts were tested. Initially the catalysts were tested in the production of fatty acids (FFA's). The catalysts were calcined at 500 and 800 °C, but the reaction was used only the catalyst calcined at 500 °C due to its higher surface area important characteristic for heterogeneous catalysts. Then among the catalysts tested which showed better results was AlZr using 1% or 5% of catalyst was obtained a yield of 89% and 85% of monoester respectively. This shows that the amount of catalyst do not interfere in the reaction yield. This catalyst showed effectiveness in the steps reaction presenting a score of 98%. However, for the recycle reaction did not show satisfactory results.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HagarCerianeCCMaciel-dissertacao.pdf: 2146542 bytes, checksum: 24e7212283892f7fa9975fae60669ed9 (MD5) Previous issue date: 2010-06-22 / With the current major development in computer science, new methodologies have been used to improve the process of information dissemination. A perspective that cannot be ignored is the question of how to use these technologies to improve the teaching and learning process. One of these methodologies is the multimedia. This study, conducted in the laboratories of the Federal Institute of Informatics Sul de Minas, Campus Machado, MG, and in the José Rosário Vellano University, Campus Alfenas, MG, aims at demonstrating that the use of multimedia techniques, in parallel with all the resources it aggregates, may be a usefull and efficient tool, planned and developed to be a practical source of information collected in a sigle application of study on biodiesel. The Menu strategy, was used for navigation, where one chooses the option of acessing the contents without having to obey any predetermined order. Thus the users will free to access the contents in a dynamic, interactive and pleasant way, according to their interest or need, using audiovisual resources of easy operation and assimilation. The software was available for some students and teachers to evaluate the usability, readability, learning, teaching, multimedia elements, layout and interactivity. In general the software was assessed and satisfactorily met the user s expectations. In a scale of 2-10 points, for all variables studied, the average was above than 8.5 points. The CD-ROM of the biodiesel multimedia is a didactic material developed for educators and high school and college students. / Atualmente, com a grande evolução na informática, novas metodologias vêm sendo utilizadas para melhorar o processo de disseminação das informações. Uma perspectiva que não pode mais ser ignorada é a questão de como utilizar tais tecnologias para melhorar os processos de ensino e aprendizagem. Uma dessas metodologias é o que se chama de multimídia. O presente trabalho pretende demonstrar que a utilização de técnicas multimídia, paralelamente com todos os recursos a ela agregados, poderá ser uma ferramenta útil, eficaz, que foi planejada e desenvolvida para ser uma fonte prática de informações reunidas em uma única aplicação de estudo sobre o tema Biodiesel. O trabalho foi desenvolvido nos Laboratórios de Informática do Instituto Federal Sul de Minas , campus Machado MG, e da Universidade José do Rosário Vellano, campus Alfenas MG. Para navegação foi usada a estratégia de Menu, onde se escolhe a opção de acessar o conteúdo, não obedecendo a nenhuma ordem pré-determinada. Com isso os usuários não se sentirão aprisionados, pois o conteúdo é acessado de forma dinâmica, interativa e prazerosa, de acordo com o seu interesse ou necessidade, utilizando-se de recursos audiovisuais, de fácil operação e assimilação. O software foi disponibilizado para alguns alunos e professores para avaliação quanto à usabilidade, legibilidade, aprendizado, didática, elementos multimídia, leiaute e interatividade. De maneira geral, o software foi avaliado satisfatoriamente e atendeu às expectativas dos usuários. Em uma escala de notas de 2 a 10 pontos, para todas as variáveis estudadas, a média foi superior a 8,5 pontos. O CD-ROM do multimídia Biodiesel é material didático para educadores e alunos do ensino médio e superior.

O biodiesel é definido como um mono alquil éster de ácidos graxos de cadeia longa derivado de fontes renováveis tais como óleos vegetais e gorduras animais. Sua importância está associada ao uso como um combustível alternativo para motores do ciclo Diesel. É obtido através da reação de transesterificação nas quais os triacilglicerídeos (óleo ou gordura) reagem com o álcool, em presença de um catalisador ácido ou básico, produzindo ésteres de ácidos graxos e glicerol. Esta transesterificação pode ser por catálise homogênea ou heterogênea, dependendo do tipo de catalisador. O grande desafio da indústria é encontrar os parâmetros ideais desse processo a fim de alcançar um produto e uma rota de produção tecnologicamente eficiente e que seja ambientalmente correta. Nesta dissertação, estudou-se a síntese do biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja por catálises homogênea e heterogênea. Foram realizadas reações de transesterificação por rotas metílica e etílica, empregando os catalisadores homogêneos (hidróxido de potássio e ácido sulfúrico) e heterogêneos [resinas comerciais de troca iônica (Amberlyst 15, Amberlyst 26 e Lewatit VPOC 1800)]. Estudou-se o efeito da variação do tipo e da percentagem de catalisador, razão molar álcool/óleo, temperatura e tempo de reação. As reações foram conduzidas em um reator de vidro, a pressão atmosférica e a conversão foi avaliada pela massa do produto, análises de espectrometria na região do infra-vermelho (FTIR) e de espectrometria de ressonância magnética nuclear de 1H (RMN1H). Na catálise homogênea, observaram-se rendimentos acima de 95 % com 1 % de KOH em todas as proporções metanol/óleo à temperatura ambiente. Com etanol, o máximo atingindo foi de 82 % de ésteres na razão molar 6:1. Na catálise ácida homogênea, os rendimentos foram menores, atingindo o máximo de 81 % de conversão, com 3 % de ácido sulfúrico, razão metanol/óleo 12/1, 50 C, por 3h. Nas reações aplicando as resinas de troca iônica, a melhor condição de reação encontrada foi com a utilização da Amberlyst 26, percentagem molar de 12,5 % (de grupos funcionais da resina em relação ao óleo), obtendo-se 100 % de conversão em ésteres com metanol, por 8 h de reação, a 65 C e agitação 300 rpm. Com a Amberlyst 15, o máximo atingido foi de 13 % de rendimento, utilizando metanol, 50 % de resina, a 65 C e por 8 h. Com a VPOC, não foram obtidos resultados significativos. Estes testes provam a viabilidade do uso da resina de troca iônica básica como um potencial catalisador para a produção de biodiesel. / Biodiesel is defined as a mono alkyl ester of fatty acids of long chain derived from renewable sources such as vegetable oils and animal fats. Its importance is related to the use as an alternative fuel for diesel cycle engines. The biodiesel could be obtained by the transesterification reaction in which triacylglycerides (oil or grease) react with alcohol in the presence of an acid or base catalyst to produce esters of fatty acids and glycerol. Such transesterification can be carried out by homogeneous or heterogeneous catalysis, depending on the type of catalyst. The major challenge is to find the ideal parameters of this process in order to achieve a technologically efficient product and route of production environmentally friendly. In this work, we studied the synthesis of biodiesel from transesterification of soybean oil employing homogeneous or heterogeneous catalyses. Transesterification reactions by methanol and ethanol routes were carried out using the homogeneous catalysts (potassium hydroxide and sulfuric acid) and heterogeneous [ion-exchange commercial resins (Amberlyst 15, Amberlyst 26 and Lewatit VPOC 1800)]. We studied the effect of varying the type and percentage of catalyst, molar ratio alcohol/oil, temperature and reaction time. The reactions were conducted in a glass reactor, atmospheric pressure and the conversion was evaluated by the product mass, analysis of spectrometry in the infrared region (FTIR), and 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). In homogeneous catalysis, yields above 95% with 1% KOH at any ratio methanol/oil at room temperature were achieved. With ethanol, the maximum conversion achieved was 82% ester at a molar ratio of 6:1. In homogeneous acid catalysis, the yields were lower, reaching a maximum of 81% conversion, with 3% sulfuric acid, methanol/oil ratio of 12/1, at 50 C for 3 h. In the reactions where ion exchange resins were applied, the best reaction condition was found with the use of Amberlyst 26, molar percentage of 12.5% (functional groups of the resin in relation to oil), obtaining 100% conversion esters with methanol for 8h-reaction at 65C and agitation at 300 rpm. With Amberlyst 15, the maximum reached was 13% yield, using methanol, 50% resin at 65 C for 8 h. No significant results were obtained with VPOC resin. These results prove the feasibility of using basic ion-exchange resin as a potential catalyst for the production of biodiesel.

O biodiesel é definido como um mono alquil éster de ácidos graxos de cadeia longa derivado de fontes renováveis tais como óleos vegetais e gorduras animais. Sua importância está associada ao uso como um combustível alternativo para motores do ciclo Diesel. É obtido através da reação de transesterificação nas quais os triacilglicerídeos (óleo ou gordura) reagem com o álcool, em presença de um catalisador ácido ou básico, produzindo ésteres de ácidos graxos e glicerol. Esta transesterificação pode ser por catálise homogênea ou heterogênea, dependendo do tipo de catalisador. O grande desafio da indústria é encontrar os parâmetros ideais desse processo a fim de alcançar um produto e uma rota de produção tecnologicamente eficiente e que seja ambientalmente correta. Nesta dissertação, estudou-se a síntese do biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja por catálises homogênea e heterogênea. Foram realizadas reações de transesterificação por rotas metílica e etílica, empregando os catalisadores homogêneos (hidróxido de potássio e ácido sulfúrico) e heterogêneos [resinas comerciais de troca iônica (Amberlyst 15, Amberlyst 26 e Lewatit VPOC 1800)]. Estudou-se o efeito da variação do tipo e da percentagem de catalisador, razão molar álcool/óleo, temperatura e tempo de reação. As reações foram conduzidas em um reator de vidro, a pressão atmosférica e a conversão foi avaliada pela massa do produto, análises de espectrometria na região do infra-vermelho (FTIR) e de espectrometria de ressonância magnética nuclear de 1H (RMN1H). Na catálise homogênea, observaram-se rendimentos acima de 95 % com 1 % de KOH em todas as proporções metanol/óleo à temperatura ambiente. Com etanol, o máximo atingindo foi de 82 % de ésteres na razão molar 6:1. Na catálise ácida homogênea, os rendimentos foram menores, atingindo o máximo de 81 % de conversão, com 3 % de ácido sulfúrico, razão metanol/óleo 12/1, 50 C, por 3h. Nas reações aplicando as resinas de troca iônica, a melhor condição de reação encontrada foi com a utilização da Amberlyst 26, percentagem molar de 12,5 % (de grupos funcionais da resina em relação ao óleo), obtendo-se 100 % de conversão em ésteres com metanol, por 8 h de reação, a 65 C e agitação 300 rpm. Com a Amberlyst 15, o máximo atingido foi de 13 % de rendimento, utilizando metanol, 50 % de resina, a 65 C e por 8 h. Com a VPOC, não foram obtidos resultados significativos. Estes testes provam a viabilidade do uso da resina de troca iônica básica como um potencial catalisador para a produção de biodiesel. / Biodiesel is defined as a mono alkyl ester of fatty acids of long chain derived from renewable sources such as vegetable oils and animal fats. Its importance is related to the use as an alternative fuel for diesel cycle engines. The biodiesel could be obtained by the transesterification reaction in which triacylglycerides (oil or grease) react with alcohol in the presence of an acid or base catalyst to produce esters of fatty acids and glycerol. Such transesterification can be carried out by homogeneous or heterogeneous catalysis, depending on the type of catalyst. The major challenge is to find the ideal parameters of this process in order to achieve a technologically efficient product and route of production environmentally friendly. In this work, we studied the synthesis of biodiesel from transesterification of soybean oil employing homogeneous or heterogeneous catalyses. Transesterification reactions by methanol and ethanol routes were carried out using the homogeneous catalysts (potassium hydroxide and sulfuric acid) and heterogeneous [ion-exchange commercial resins (Amberlyst 15, Amberlyst 26 and Lewatit VPOC 1800)]. We studied the effect of varying the type and percentage of catalyst, molar ratio alcohol/oil, temperature and reaction time. The reactions were conducted in a glass reactor, atmospheric pressure and the conversion was evaluated by the product mass, analysis of spectrometry in the infrared region (FTIR), and 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). In homogeneous catalysis, yields above 95% with 1% KOH at any ratio methanol/oil at room temperature were achieved. With ethanol, the maximum conversion achieved was 82% ester at a molar ratio of 6:1. In homogeneous acid catalysis, the yields were lower, reaching a maximum of 81% conversion, with 3% sulfuric acid, methanol/oil ratio of 12/1, at 50 C for 3 h. In the reactions where ion exchange resins were applied, the best reaction condition was found with the use of Amberlyst 26, molar percentage of 12.5% (functional groups of the resin in relation to oil), obtaining 100% conversion esters with methanol for 8h-reaction at 65C and agitation at 300 rpm. With Amberlyst 15, the maximum reached was 13% yield, using methanol, 50% resin at 65 C for 8 h. No significant results were obtained with VPOC resin. These results prove the feasibility of using basic ion-exchange resin as a potential catalyst for the production of biodiesel.