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Estudo de otimizaÃÃo do processo de obtenÃÃo de biodiesel de segunda geraÃÃo. / Study of optimization of the process of getting the second generation of biodiesel

FlÃvio Albuquerque Ferreira da Ponte 30 July 2012 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O biodiesel à um combustÃvel oriundo de fontes renovÃvel que tem se tornado uma alternativa para substituir, parcial ou totalmente, o Ãleo diesel em motores de igniÃÃo por compressÃo. A maneira mais utilizada para obtenÃÃo do biodiesel à atravÃs da reaÃÃo de transesterificaÃÃo. Alguns dos principais desafios na produÃÃo de biodiesel sÃo: custos e disponibilidade dos recursos da matÃria prima. Dentre as matÃrias primas podemos citar o Ãleo de mamona, que à nocivo a saÃde humana, portanto nÃo pode ser consumido como alimento. O biodiesel sintetizado a partir deste tipo de Ãleo possui densidade e viscosidade elevadas, ficando fora das especificaÃÃes da Agencia Nacional de PetrÃleo, GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP). Assim, o presente trabalho teve por objetivo utilizar âblendsâ (misturas) do Ãleo de mamona com os Ãleos de algodÃo, canola e soja visando a otimizaÃÃo da produÃÃo de biodiesel de segunda geraÃÃo e, assim, poder diminuir o custo de produÃÃo, valorizando oleaginosas nÃo comestÃveis e produzir biodiesel de segunda geraÃÃo que atenda as especificaÃÃes. As matÃrias primas utilizadas foram caracterizadas de acordo com normas para Ãleos e gorduras. O biodiesel foi produzido a partir de misturas de Ãleos vegetais em diferentes proporÃÃes mÃssicas, atravÃs da reaÃÃo de transesterificaÃÃo homogÃnea alcalina usando metanol e etanol como Ãlcool transesterificante com uma relaÃÃo mÃssica de metanol/catalisador/Ãleos (% m/m) de 20/0,6/100 e de etanol/catalisador/Ãleos (% m/m) de 43/0,6/100. A anÃlise de conversÃo da reaÃÃo foi realizada atravÃs da tÃcnica de RessonÃncia MagnÃtica Nuclear de prÃtons de hidrogÃnio (RMN-1H) e as caracterizaÃÃes fÃsico-quÃmicas foram realizadas de acordo com as normas da ABNT NBR, ASTM e CEN. Conforme as anÃlises de caracterizaÃÃo, todas as especificaÃÃes dos biodieseis de Ãleos puros e âblendsâ satisfizeram as exigÃncias dos limites permitidos pela ANP, com exceÃÃes de algumas propriedades. Os resultados indicaram que os âblendsâ de Ãleos vegetais podem ser uma alternativa para amenizar a falta da matÃria prima para a produÃÃo do biodiesel de excelente qualidade. O melhor resultado foi obtido para os Ãleos de (mamona:algodÃo) na mistura de proporÃÃo mÃssica (20:80) para a rota metÃlica nos parÃmetros reacionais: temperatura de 60 ÂC e tempo reacional de 40 minutos e na mesma proporÃÃo tambÃm para a rota etÃlica: temperatura de 60 ÂC por 5 minutos. Jà para (mamona:soja) e (mamona:canola) a melhor otimizaÃÃo foi na proporÃÃo (30:70) para a rota metÃlica nos parÃmetros reacionais: temperatura de 25 ÂC e tempo de reaÃÃo de 40 minutos e para rota etÃlica o melhor resultado foi na proporÃÃo (20:80) com os parÃmetros: temperatura de 60 ÂC por 5 minutos. / Biodiesel is a renewable fuel and can be used to replace partially or totally, the diesel fuel in compression ignition engines. This biofuel can be obtained from the transesterification of vegetable oils with alcohols. Some of the major challenges in biodiesel production are: cost and availability of raw material. Castor oil is one of the most important possible feedstocks among several options currently available in Brazil for biodiesel production. The castor oil is harmful to human health and therefore cannot be consumed as a food. Pure castor oil biodiesel does not fulfill parameter as gravity or viscosity in the Brazilian biodiesel specifications of ANP (National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels). Other oleaginous seeds are also used for biodiesel production like soybean, canola, and cotton. This study aimed to use blends of castor oil with cotton, canola and soybean oils in order to optimize the production of second generation biodiesel. The use of these blends could reduce the cost of production, and produce second generation biodiesel that fulfill the brasilianâs specifications. Biodiesel was produced from binary mixtures of vegetable oils in different mass ratios by reaction of alkaline transesterification by homogeneous catalyst using methanol and ethanol as alcohol. The mass ratio methanol/catalyst/oil (% w/w) were 20/0,6/100 and ethanol/catalyst/oil (% w/w) were 43/0,6/100. The analysis of the conversion reaction was carried out using the technique of Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen protons (1H-NMR). The physicochemical characterizations were performed according to ABNT, NBR, ASTM and CEN standards. As the analysis of characterization, all specifications biodiesels of pure oils and blends comply with the requirements of the limits allowed by ANP. The best result was obtained for blends of castor and cotton oils (20:80) to the methanolysis reaction parameters: temperature 60 ÂC and reaction time of 40 minutes and the same proportion to the ethanolysis: 60 ÂC for 5 minutes. As for castor: soybean and castor; canola was the best optimization in the ratio (30:70) for the route in the methyl reaction parameters: temperature of 25  C and reaction time of 40 minutes and the best ethylic route result was in the ratio (20:80) with the parameters: temperature 60 ÂC for 5 minutes. The results indicated that binary blends of vegetable oils may be an alternative to use less edible raw material for biodiesel production.

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