BRITO, F. O. Desenvolvimento de usina de produção de biodiesel a partir de óleo de fritura usando simuladores de processo: aspectos operacionais e ambientais. 2013. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:23:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fobrito.pdf: 3245792 bytes, checksum: 21fc0712d89ee1240bc94805814b865e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:24:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fobrito.pdf: 3245792 bytes, checksum: 21fc0712d89ee1240bc94805814b865e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-13T18:24:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fobrito.pdf: 3245792 bytes, checksum: 21fc0712d89ee1240bc94805814b865e (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / Waste cooking oil is a residue widely produced around the world. However, only a few developed countries have policies of environmental correct disposal of this waste, which makes it a potential pollutant in less enlightened nations about the environmental issues. Therefore, this work aims to present a technology for producing biodiesel from waste cooking oil as a form of energy recovery, combined with an environmentally correct disposal for this waste. The work begins with a basic review of the state of the art in biodiesel production. Then, it presents a proposition of a chemical process to produce biodiesel from waste cooking oil and finally has a discussion of the technology the way it was inserted in the computing environment used for its elaboration. Besides the presentation of the technology itself, an environmental assessment of the process is performed to measure the ability of the proposed biodiesel production process to reduce the impact caused by the waste cooking oil in the environment. / O óleo de fritura é um resíduo amplamente produzido em todo o mundo. No entanto, somente alguns países mais desenvolvidos possuem políticas de descarte ambiental correto desse resíduo, o que o torna um poluente em potencial em nações menos esclarecidas em relação à questão ambiental. Portanto, este trabalho tem como objetivo principal apresentar uma tecnologia de produção de biodiesel a partir de óleo de fritura como forma de aproveitamento energético, aliado a uma forma ambientalmente correta de destinação final para esse resíduo. O trabalho se inicia com uma revisão bibliográfica básica do estado da arte da produção de biodiesel. Em seguida, apresenta-se a proposição de um processo químico para a produção de biodiesel a partir de óleo de fritura e por fim, tem-se uma discussão da tecnologia, na forma como ela foi inserida no ambiente computacional utilizado para sua elaboração. Além da apresentação da tecnologia propriamente dita, uma avaliação ambiental do processo é feita para mensurar a capacidade do processo de produção de biodiesel proposto de diminuir o impacto causado pelo óleo de fritura no ambiente.

SANTOS, R. C. R. Otimização do processo de pré-tratamento do óleo de algodão para produção de biodiesel. 2010. 117 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-28T18:20:37Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_rcrsantos.pdf: 1473493 bytes, checksum: 8fdb63441ddc7b3cf2cb49433e5f8d66 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-11-25T14:06:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_rcrsantos.pdf: 1473493 bytes, checksum: 8fdb63441ddc7b3cf2cb49433e5f8d66 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-25T14:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_rcrsantos.pdf: 1473493 bytes, checksum: 8fdb63441ddc7b3cf2cb49433e5f8d66 (MD5) Previous issue date: 2010 / The optimization of the pre-treatment (refining) of crude cottonseed oil, in order to obtain semi-refined oil, its applicability in the production of biofuels is the main objective of this work. This objective is motivated by the investigation of less processed or cheaper raw materials, for instance, semi-refined cotton oil, in order to reduce the cost of biodiesel production. The conditions of pre-treatment studied for the cotton crude oil of were chosen based on the conventional caustic soda refining process (chemical refining). The proposed process of biodiesel production was evaluated and the optimal operating conditions range was identified by application of the factorial design and response surface methodology. The studied variables were concentration and the caustic soda excess (solution NaOH), initial and final temperatures. The responses were evaluated according some of the most important quality parameters of semi-refined oil obtained (color, acidity and content of soap) and the amount of co-product of refining (soapstock) produced. The caustic soda excess and initial temperatures are the variables that most significantly influenced the responses analyzed within the experimental range studied. The efficiency of conversion to methyl esters was dependent on the quality (color, acidity and concentration of soap) in the semi-refined cotton oil used. Gossypol concentration was found to be highly correlated with color cottonseed oil,suggesting that it may influence the conversion in the alkaline transesterification reaction,consuming part of the catalyst. The best result for laboratory-scale reactions was 94% (wt/wt)of ester conversion in optimum conditions, determined experimentally: concentration and caustic soda excess 25 % (wt/wt) and 100 % (wt/wt), initial and final temperatures 40 ° C and 60 ° C, respectively. These conditions the optimized semi-refined oil obtained conversion reached 94 % (wt/wt) of esters. However, the oil obtained under the conditions optimized for present a high concentration of soap, was subjected to washing with water, which reduced its content of soap. Then with the oil washed / dry, after transesterification reaction reached 96 % (wt/wt) of ester conversion. This biodiesel was again transesterificated reaching a conversion of 98 % (wt/wt), which, therefore, is within specifications established by the ANP / A otimização do processo de pré-tratamento (refino) do óleo bruto de algodão, para obtenção de óleo semi-refinado, com aplicabilidade na produção de biocombustíveis, é o principal objetivo desse trabalho. Este por sua vez é motivado pela exploração de matériasprimas menos processadas e de menor custo para produção do biodiesel. Portanto, o emprego de óleo semi-refinado de algodão pode vir a contribuir para a redução nos custos de produção do biodiesel. As variáveis estudadas no pré-tratamento do óleo bruto de algodão foram escolhidas tendo como referencial o processo de refino convencional (refino químico) com soda cáustica. Os experimentos foram realizados utilizando planejamento experimental e os resultados foram interpretados de acordo com a metodologia de superfície de resposta. As variáveis estudadas foram: concentração e excesso de soda cáustica (solução de NaOH), temperatura inicial e final. As respostas foram avaliadas em função de alguns dos mais importantes parâmetros de qualidade do óleo semi-refinado obtido (cor, acidez e teor de sabão) e da quantidade do co-produto de refino (borra) produzido. O excesso de soda cáustica e a temperatura inicial foram às variáveis que influenciaram de modo mais significativo as respostas analisadas, dentro do alcance experimental estudado. A eficiência na conversão a ésteres metílicos mostrou-se dependente da qualidade (cor, acidez e sabão) do óleo semirefinado de algodão utilizado. A concentração do pigmento gossipol que está diretamente relacionado à cor do óleo de algodão, sugere que o mesmo pode estar influenciando na conversão da reação de transesterificação alcalina, por estar consumindo parte do catalisador. As condições ótimas determinadas experimentalmente foram: concentração e excesso de soda cáustica 25 % (p/p) e 100 % (p/p), temperatura inicial e final 40°C e 60°C, respectivamente. Nessas condições otimizadas o óleo semi-refinado obtido alcançou conversão de 94 % (p/p) a ésteres metílicos. Entretanto, o óleo obtido nas condições otimizadas, por apresentar ainda uma elevada concentração de sabão, foi submetido à lavagem com água, o qual reduziu seu teor de sabão. Assim, com esse óleo lavado/seco, após reação de transesterificação, alcançouse conversão de 96% (p/p) em metil-ester. Esse biodiesel, submetido a uma segunda reação de transesterificação conseguiu-se atingir uma conversão máxima de 98% (p/p), ficando dentro das especificações estabelecidas pela ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis)

SHAH, M. Análise proteômica de desenvolvimento de sementes Jatropha curcas L. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-09T20:39:14Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_mshah.pdf: 12620988 bytes, checksum: 298bfd1e9f71d45ad83a737200d33705 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-25T20:16:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_mshah.pdf: 12620988 bytes, checksum: 298bfd1e9f71d45ad83a737200d33705 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T20:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_mshah.pdf: 12620988 bytes, checksum: 298bfd1e9f71d45ad83a737200d33705 (MD5) Previous issue date: 2014 / Physic nut (Jatropha curcas L.) is an important crop due to its ability of storing high content of oil in the seeds, which can serve as raw material for biodiesel production. Because of the presence of toxic constituents like phorbol esters (PEs) and curcins, the seed cake produced as a result of oil extraction cannot be utilize for animal feed. Development of the genotypes better suited for the industrial applications and biodiesel production as well as with lower level of toxic constituents is being hampered by a lack of understanding about the a) proteins related to the biosynthesis and degradation of fatty acids (FAs) and triacylglycerides (TAGs), b) role of proteins deposited during seed development and c) proteins related to the synthesis and storage of toxic compounds during seed development. Agreeing with this, we have performed the anatomical analysis of the developing seeds of J. curcas, followed by the proteome analysis of the endosperm isolated from the seeds of J. curcas at five different developmental stages, which resulted into the identification of the 1517, 1256, 1033, 752 and 307 proteins, from Stage 6, 7, 8, 9 and 10, respectively, summing up to a total of 1760 proteins. Proteins with similar expression pattern were grouped into five different clusters and protein quantification based on spectral counts was determined. Besides identification of the proteins involved in the biosynthesis and degradation of the FAs and TAGs, we also identified a large number of proteins involved in the metabolism of the carbohydrates, which are important for supplying energy and carbon source for the synthesis of TAGs in heterotrophic seeds. Among the members of different classes of seed storage proteins (SSPs), we have identified four SSPs named as nutrients reservoir, which in contrast to the other SSPs showed decreasing deposition pattern during seeds development and revealed to have special role during seed development. In addition, peptidases belong to different mechanistic classes were identified, which have a range of functions, highlighting the role in reserve mobilization during germination. Isoforms of curcin were also identified in this proteome analysis which were absent in our previous proteome analysis of the other tissues from these seeds, suggesting that the deposition of these toxic proteins only occur in the endosperm. Similarly, several enzymes involved in the biosynthesis of diterpenoid precursors were identified in this proteome analysis but, like in our previous proteome analysis of the other tissues from J. curcas seeds,we were unable to identify any terpene synthase/cyclase, enzymes responsible for the synthesis of PEs, which collectively suggesting that the synthesis of PEs may not occur in seeds of this plant. In conclusion, the strategy used here enabled us to provide a first in depth proteome analysis of the endosperm from J. curcas developing seeds, which along with providing information regarding important aspects of the seed development, also set the foundation of a proteomic approach to study biotechnologically important plant species. / Pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma cultura importante devido à sua habilidade em armazenar alto conteúdo de óleo nas sementes, as quais podem servir como matéria-prima para a produção de biodiesel. Devido à presença de constituintes tóxicos como ésteres de forbol e curcina, a torta da semente produzida como resultado da extração do óleo não pode ser utilizada na alimentação animal. O desenvolvimento de genótipos mais adequados a aplicações industriais e à produção de biodiesel assim como apresentando baixos níveis de constituintes tóxicos está sendo prejudicado pela falta de entendimento sobre a) proteínas relacionadas a biossíntese e degradação de ácidos graxos e triacilgliceróis, b) o papel de proteínas depositadas durante o desenvolvimento da semente e c) proteínas relacionadas à síntese e reserva de compostos tóxicos durante o desenvolvimento da semente. Diante disso, nós realizamos uma análise anatômica de sementes em desenvolvimento de J. curcas, seguido por uma análise proteômica do endosperma isolado de sementes dessa espécie em cinco diferentes estágios de desenvolvimento, o que resultou na identificação de 1517, 1256, 1033, 752 e 307 proteínas, dos estágios 6, 7, 8, 9 e 10, respectivamente, somando um total de 1760 proteínas. Proteínas com padrão de expressão similar foram agrupadas em cinco grupos diferentes e a quantificação das proteínas baseada na contagem dos espectros foi determinada. Além da identificação das proteínas envolvidas na biossíntese e degradação de FAs e TAGs, nós identificamos um grande número de proteínas envolvidas no metabolismo de carboidratos, as quais são importantes para o fornecimento de energia e fontes de carbono para a síntese de TAGs em sementes heterotróficas. Entre os membros de diferentes classes de proteínas de reservas de sementes (SSPs), nós identificamos quatro SSPs denominadas reservatórios de sementes, que em contraste as outras SSPs mostraram decréscimo no padrão de deposição e revelaram ter um papel especial durante o desenvolvimento da semente. Em adição, peptidases pertencentes a diferentes classes mecanísticas foram identificadas destacando o papel da mobilização de reservas durante a germinação. Isoformas da curcina ausentes em nossas análises proteômicas prévias de outros tecidos da semente foram identificadas sugerindo que a deposição dessas proteínas tóxicas só ocorre no endosperma. Similarmente, várias enzimas envolvidas na biosíntese de precursores de diterpenóides foram identificadas nessa análise proteômica, mas como em nossas prévias análises proteômicas de outros tecidos de sementes de J. curcas, nós não fomos capazes de identificar sintases/ciclases de terpenos, enzimas responsáveis pela síntese de PEs, o que coletivamente sugere que a síntese desses compostos pode não ocorrer nas sementes dessa planta. Em conclusão, a estratégia utilizada nos fornece a primeira análise proteômica profunda do endosperma de sementes em desenvolvimento de J. curcas, o que além de fornecer informações sobre aspectos importantes do desenvolvimento da semente, também estabelece a base para uma pesquisa proteômica com o objetivo de estudar espécies vegetais importantes biotecnologicamente.

CARMO, F. R. Determinação de propriedades do biodiesel utilizando modelos preditivos. 2014. 185 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T13:33:34Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_frcarmo.pdf: 4368385 bytes, checksum: c45ef2912302aec57343092ad9112785 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T13:09:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_frcarmo.pdf: 4368385 bytes, checksum: c45ef2912302aec57343092ad9112785 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T13:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_frcarmo.pdf: 4368385 bytes, checksum: c45ef2912302aec57343092ad9112785 (MD5) Previous issue date: 2014-07-25 / Experimental data for some properties of biodiesel components cannot be obtained or are scarce. Therefore predictive methods are fundamental tools for calculating physical and thermodynamic properties of esters in biodiesel. In this work, methods for critical properties and acentric factor were evaluated by the Rackett-Soave for density calculations. Methods for freezing temperature and boiling temperature have also been evaluated. Freezing temperature methods did not present good results. Therefore correlations were proposed for this property. Three versions of GCVOL method and the Rackett-Soave equation were evaluated for biodiesel density predictions. These four models presented satisfactory results. However, Rackett-Soave equation was the only that presented a physically consistent behavior for the density at high temperatures. Thereat, Rackett-Soave equation was extended to high pressures. Two models based on corresponding states principle (Carmo1F and Carmo2F) were proposed for viscosity predictions of esters and biodiesel. The Ceriani’s model was evaluated too. Carmo1F and Carmo2F models obtained good results for biodiesel viscosity. However, the Carmo1F model did not present good results for esters and, for this reason, this model should not be used for these components. The Carmo2F model presented good predictions for saturated esters viscosity. The Ceriani’s model presented good results for ester, but in comparison to Carmo1F and Carmo2F models, worse results have been obtained for biodiesel. Furthermore, four group contributions methods for activity coefficient were evaluated for liquid-liquid equilibrium systems composed of biodiesel + glycerol + alcohol (methanol or ethanol). The models that have output the best predictions were the UNIFAC-Dortmund and ASOG models. As such, these two models are recommended to simulated liquid-liquid equilibrium of biodiesel containing systems. / Dados experimentais de algumas propriedades de componentes do biodiesel não podem ser obtidos experimentalmente ou são escassos. Com isso, a utilização de métodos preditivos torna-se fundamental para o cálculo de propriedades físicas e termodinâmicas de ésteres que compõem o biodiesel. Neste trabalho, foram avaliados métodos para o cálculo de propriedades críticas e do fator acêntrico através do cálculo da densidade utilizando a equação de Rackett-Soave. Métodos para o cálculo da temperatura normal de fusão e temperatura normal de ebulição também foram avaliados. Os métodos avaliados para a temperatura normal de fusão não apresentaram bons resultados, com isso correlações para esta propriedade foram propostas. Três versões do método GCVOL foram avaliadas, juntamente com a equação de Rackett-Soave, para o cálculo da densidade de biodiesel. As quatro equações apresentaram-se satisfatórias. Porém, a equação de Rackett-Soave foi a única que apresentou comportamento fisicamente consistente para a densidade a altas temperaturas. A partir disso, a equação de Rackett-Soave foi estendida para altas pressões. Dois modelos baseados no princípio dos estados correspondentes (Carmo1F e Carmo2F) foram propostos para a predição de viscosidade de ésteres e biodiesel. O modelo de Ceriani também foi avaliado. Os modelos Carmo1F e Carmo2F apresentaram bons resultados para a viscosidade de biodiesel. No entanto, para ésteres o modelo de Carmo1F não apresentou bons resultado e por isso não deve ser utilizado para esse tipo de composto. O modelo de Carmo2F apresentou bons resultados apenas para ésteres saturados. O modelo de Ceriani apresentou bons resultados para ésteres, mas resultados piores que os modelos de Carmo1F e Carmo2F foram encontrados para biodiesel. Além disso, quatro métodos de contribuição de grupos para o coeficiente de atividade foram avaliados para sistemas de equilíbrio líquido-líquido contendo biodiesel + glicerol + álcool (metanol ou etanol). Os métodos que apresentaram as melhores predições foram o UNIFAC-Dortmund e ASOG. Por isso, eles são os métodos indicados para a simulação de equilíbrio líquido-líquido de sistemas contendo biodiesel.

FEITOSA, F. X. Desenvolvimento de metodologia PVT e montagem de aparato experimental. 2013. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-30T16:33:53Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fxfeitosa.pdf: 2304310 bytes, checksum: 49ed305b16022c556ad3acdf7a9eaf50 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-04T10:35:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fxfeitosa.pdf: 2304310 bytes, checksum: 49ed305b16022c556ad3acdf7a9eaf50 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T10:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fxfeitosa.pdf: 2304310 bytes, checksum: 49ed305b16022c556ad3acdf7a9eaf50 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / The aim of this work was to assemble an experimental apparatus PVT skilled labor in obtaining phase equilibria at high pressures and determining efficient methodology. Tests were performed mounting apparatus in order to develop methodology. During these tests, the data bubble point of pure carbon dioxide were determined at temperatures of 25, 26, 27 and 28 ° C and compared with data obtained for similar equipment, providing average deviation of 0.4 Bar, 0.6% on the extent being of the same order of magnitude compared to similar equipment. For testing systems in which one liquid component is introduced at ambient pressure in the analysis phase equilibrium torque was analyzed ethanol-CO2 at 40 ° C, and also compared with the literature data. The results obtained in steps preliminary analyzes showed that the system was capable of developing new data phase equilibrium. The study continued with the application development methodology for systems of viscera from fish oil + carbon dioxide oil, fish viscera + carbon dioxide + ethanol, corn oil + carbon dioxide and corn oil + ethanol + carbon dioxide at temperatures of 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 110 ° C for systems without ethanol at temperatures of 40, 60, 80 and 110 ° C, for others. The phase diagrams obtained for all systems studied were of type IV according to the classification of Von Konynen and Scott, which is similar to that found in literature phase diagrams for systems consisting of triglycerides and carbon dioxide, showing the ability development of new data for the set-apparatus developed methodology / O objetivo desta dissertação foi montar um aparato experimental PVT hábil ao trabalho na obtenção de equilíbrio de fases em altas pressões e a determinação de metodologia eficiente. Testes de montagem no aparato foram realizados com o intuito de desenvolver a metodologia. Durantes estes testes, dados do ponto de bolha do dióxido de carbono puro foram determinados em temperaturas de 25, 26, 27 e 28 °C e comparados com dados obtidos para equipamentos similares, fornecendo desvio médio de 0,4 Bar, 0,6 % relativo à medida, sendo da mesma ordem de grandeza em relação a equipamentos similares. Para testes de sistemas em que um componente líquido à pressão ambiente fosse introduzido nas análises de equilíbrio de fases o binário etanol-CO2 foi analisado a 40 °C, e também comparado com dados da literatura. Os resultados obtidos nas etapas de análises preliminares mostraram que o sistema estava apto a desenvolver novos dados de equilíbrio de fases. Os estudos prosseguiram com o desenvolvimento da aplicação da metodologia para os sistemas de óleo de víscera de peixe + dióxido de carbono, óleo de víscera de peixe + etanol + dióxido de carbono, óleo de milho + dióxido de carbono e óleo de milho + etanol + dióxido de carbono nas temperaturas de 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 110 °C para os sistemas sem etanol e nas temperaturas de 40, 60, 80 e 110 °C, para os demais. Os diagramas de fases obtidos para todos os sistemas estudados foram do tipo IV de acordo com a classificação de Von Konynen e Scott, o que se assemelha ao encontrado na literatura de diagramas de fase para sistemas constituídos de triglicerídeos e dióxido de carbono, mostrando a capacidade de desenvolvimento de novos dados para o conjunto metodologia-aparato desenvolvido

PINHEIRO, R. S. Estudo da extração líquido-líquido para o processo de purificação de biodiesel metílico. 2013. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-05-08T16:13:35Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rspinheiro.pdf: 2029264 bytes, checksum: 141d4e8ed945e70e730583bd2dc6e0d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-22T18:36:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rspinheiro.pdf: 2029264 bytes, checksum: 141d4e8ed945e70e730583bd2dc6e0d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T18:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rspinheiro.pdf: 2029264 bytes, checksum: 141d4e8ed945e70e730583bd2dc6e0d2 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / In the process of purification of biodiesel is of extreme importance washing methyl or ethyl ester rich- phase, since in conventional processes there is a great amount of water. During the washing is extracted primarily excess alcohol. Composition data for the washing process of biodiesel is still scarce in the literature and the study of liquid-liquid equilibrium provides the means to develop equipment and to optimize the extraction processes. Thus the main goal of this work is to determine equilibrium data for three different ternary systems: water - methanol - soybean biodiesel; corn biodiesel – methanol – water; methanol - coconut biodiesel - water at 20 ° C and 40 ° C. The experiments were carried out in equilibrium cells where the temperature was kept constant by thermostat control. The experimental determination was made by the method of densimetry. The consistency of data obtained for the tie lines was verified by correlations. It was verified by the ternary graphs, little influence of temperature on the systems studied. The equilibrium data were correlated liquid-liquid models for the activity coefficient NRTL, UNIQUAC and UNIFAC and proved quite satisfactory / No processo de purificação do biodiesel, a lavagem da fase rica em metil ou etil éster é de extrema importância, visto que nos processos convencionais há um grande gasto de água. Durante a lavagem é extraído principalmente álcool em excesso. Dados de composições para a lavagem de biodiesel ainda são escassos na literatura e o estudo do equilíbrio líquido-líquido pode fornecer meios para o desenvolvimento de equipamentos e otimização dos processos de extração. Dessa forma, o principal objetivo dessa dissertação foi determinar dados de equilíbrio líquido- líquido para os sistemas ternários contendo biodiesel de soja + metanol + água, biodiesel de milho + metanol e água e biodiesel de coco + metanol + água, a 20 °C e 40 °C. Os experimentos foram feitos em células de equilíbrio mantendo a temperatura constante. A determinação experimental das misturas ternárias foi feita pelos métodos de titulação e densimetria. A consistência dos dados das linhas de amarração foi verificada pelas correlações de Othmer-Tobias e Hand. Verificou-se por meio de gráficos ternários, pouca influência da temperatura sobre os sistemas estudados. Os dados de equilíbrio líquido-líquido foram correlacionados pelos modelos para coeficiente de atividade NRTL, UNIQUAC e UNIFAC e mostraram-se bastante satisfatórios

BESSA, A. M. M. Produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura utilizando o líquido iônico hidróxido de colina como catalisador. 2015. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-05-27T13:02:56Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_ammbessa.pdf: 1875471 bytes, checksum: 520677a65d152f42465cb83fd66b06f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-27T19:21:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_ammbessa.pdf: 1875471 bytes, checksum: 520677a65d152f42465cb83fd66b06f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T19:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_ammbessa.pdf: 1875471 bytes, checksum: 520677a65d152f42465cb83fd66b06f9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / The production of biodiesel is generally performed by alkaline transesterification oils with low amounts of free fatty acids (FFAs). In order to decrease the costs of production of biodiesel, low quality waste cooking oils or grease have been investigated as a source alternative, but problems in the purification step due to the formation of soap are found in catalysis with sodium hydroxide. In this work, the ionic liquid choline hydroxide was produced and used as catalyst in the production of biodiesel from oils of frying food. An experimental design was carried out to investigate the influence of variables: molar ratio oil/alcohol, temperature and concentration of catalyst in the conversion of triglycerides and free fatty acids to methyl esters. The concentration of catalyst showed higher influence on conversion, followed by the molar ratio of oil / alcohol. The temperature range did not result in significant conversion changes. The kinetic analysis showed that the highest conversions were obtained with 3 hours of reaction. The statistical design allowed find optimal conditions: 5.5% w/w catalyst molar ratio of oil/methanol 1:12, temperature 40 °C and 3 hours of reaction. Thermodynamic properties and acid numbers were determined for reaction products of the reactions carried out in experimental design, in order to provide data for process control. The acid numbers of products of all reactions were significantly reduced, independent of conversion. To evaluate the possibility of recovery and reuse of the ionic liquid, the liquid-liquid equilibrium of systems containing water, 1-butanol and glycerin, water, 1-butanol and choline hydroxide, and the partition in the ionic liquid system water, 1-butanol and glycerin at 30 ° C were studied. The solubility of the components was evaluated by construction of the binodal curve and the compositions of the equilibrium phases were determined by densitometry. The results show that glycerin is distributed preferably in the phase rich in water and it was not possible to quantify all compositions the water phase system, 1-butanol and choline hydroxide in the case that an electrolytic system / A produção de biodiesel é geralmente realizada por transesterificação alcalina de óleos com baixa quantidade de ácidos graxos livres (AGLs). Visando diminuir os custos de produção do biodiesel, óleos de baixa qualidade ou residuais têm sido investigados como alternativa de fonte graxa, porém problemas na etapa de purificação em decorrência da formação de sabões são encontrados na catálise com hidróxido de sódio. Nesse trabalho, o líquido iônico hidróxido de colina foi produzido e aplicado como catalisador na produção de biodiesel a partir de óleos provenientes da fritura de alimentos. Um planejamento experimental foi realizado para investigar a influência das variáveis: razão molar óleo/álcool, temperatura e concentração de catalisador na conversão de triglicerídeos e AGLs a ésteres metílicos. A concentração de catalisador apresentou maior influência na conversão, seguido pela razão molar óleo/álcool. A variação de temperatura não implicou em alterações consideráveis de conversão. A avaliação cinética mostrou que as maiores conversões foram obtidas com 3 horas de reação. O planejamento estatístico permitiu encontrar condições ótimas: 5,5 % m/m de catalisador, razão molar óleo/metanol de 1/12, temperatura de 40 °C e 3 horas de reação. Propriedades termodinâmicas e índices de acidez foram determinados para os produtos reacionais das reações realizadas no planejamento experimental, com o intuito de fornecer dados para o controle do processo. Os índices de acidez dos produtos de todas as reações apresentaram redução significativa, independente da conversão. Para avaliar a possibilidade de recuperação e reutilização do líquido iônico, o equilíbrio líquido-líquido dos sistemas contendo água, n-butanol e glicerina, água, n-butanol e hidróxido de colina e a partição do líquido iônico no sistema água, n-butanol e glicerina a 30 °C foram estudados. A solubilidade dos componentes foi avaliada por meio da construção da curva binodal e as composições das fases em equilíbrio foram determinadas através da densimetria. Os resultados mostram que a glicerina se distribui preferencialmente na fase rica em água e que não foi possível quantificar todas as composições das fases do sistema água, n-butanol e hidróxido de colina por se tratar este de um sistema eletrolítico

BUENO, A. V. Análise da operação de motores diesel com misturas parciais de biodiesel. 2006. 103 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:36:14Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-24T18:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_avbueno.pdf: 1858655 bytes, checksum: 92732dd8ec5f4c0c4a04bf1e77386fef (MD5) Previous issue date: 2006-04 / The consequences of the biodiesel blends with diesel fuel were analyzed establishing cause and effect relationships between the engine performance and the combustion and mixture preparation processes. In this investigation, aspects like pollutant emissions, mixture preparation, dynamic of the combustion process, fuel conversion efficiency, performance under full load and specific fuel consumption were included. Techniques traditionally associated with diesel engines research and development were utilized for this purpose, including heat release analysis, exergetic analysis and dynamometric bench tests. In order to account for the small effects of the biodiesel introduction on the engine operational parameters, some modifications of the methods and models applied to data acquisition and post-processment were necessary. These modifications include the formulation of a new model for the in cylinder exergetic analysis and a novel arrangement of indicator system. By using the exergetic analysis, it was demonstrated that the blending of biodiesel in low concentrations increases the conversion of fuel exergy into work within the cylinder, causing an elevation on the engine efficiency. For the analyzed fuels, which enclose up to 20% of biodiesel addition in volume, the 10% biodiesel blend has presented the best results of performance and specific fuel consumption. / As conseqüências da adição de biodiesel ao óleo diesel foram estudadas estabelecendo-se relações de causa e efeito entre o desempenho do motor e os processos de combustão e formação de mistura. Foram incluídos, nesta discussão, aspectos como emissões poluentes, formação de mistura, dinâmica do processo de combustão, eficiência de conversão do combustível, desempenho do motor em carga máxima e consumo específico. Utilizaram-se, sob tal propósito, técnicas tradicionalmente associadas à pesquisa e ao desenvolvimento dos motores de ciclo diesel, tais como a análise de liberação de energia, a análise exergética e ensaios dinamométricos. Devido às pequenas variações observadas nos parâmetros opcionais do motor com a introdução do biodiesel, algumas modificações nos métodos aplicados para a coleta de dados experimentais e nos modelos empregados em seu processamento se mostraram necessárias. Dentre tais ajustes, pode-se destacar a formulação de um novo modelo de análise exergética para os processos ocorrentes no cilindro e a utilização de um arranjo inédito de sistema indicador. Demonstrou-se que a adição de biodiesel em baixas concentrações favorece a conversão da exergia do combustível em trabalho no interior do cilindro, proporcionando uma elevação na eficiência de operação do motor. Para os combustíveis analisados, que compreendem a adição de até 20% de biodiesel em volume, a mistura contendo 10% desta substância ofereceu as melhores características quanto ao desempenho e ao consumo específico.

ALBUQUERQUE, M.C.G. Síntese, caracterização e aplicação de catalisadores heterogêneos para a produção de biocombustíveis. 2008. 130 f. Tese (Doutorado em Química orgânica e inorgânica) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by irlana araujo (irlanaaraujo@gmail.com) on 2012-03-10T13:32:32Z No. of bitstreams: 1 2008_Tes_Mon_Albuquerque.pdf: 8845262 bytes, checksum: 7e83f79ddf5d0e55c9f412673220d86e (MD5) / Approved for entry into archive by Érica Barros(ericabarros@ufc.br) on 2012-03-12T17:13:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_Tes_Mon_Albuquerque.pdf: 8845262 bytes, checksum: 7e83f79ddf5d0e55c9f412673220d86e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-12T17:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_Tes_Mon_Albuquerque.pdf: 8845262 bytes, checksum: 7e83f79ddf5d0e55c9f412673220d86e (MD5) Previous issue date: 2008-04-22 / Biodiesel is industrially produced by homogeneous transesterification of vegetable oils in the presence of basic species. However, removal of the base after reaction is a major problem, since purification of the ester phase is needed. In this study, different heterogeneous catalysts, based on calcium oxide (4-20%) supported on mesoporous SBA- 15 silica, and MgAl and MgCa oxides with different Mg/Ca and Mg/Al molar ratios (3- 24), have been synthesized, characterized and evaluated in transesterification reactions. Their textural and structural characterizations were carried out using XRD, XPS, FT-IR, SEM and N2 sorption at -196ºC. Their basicities were studied by CO2-TPD and isopropanol catalytic decomposition. Their catalytic activities was evaluated for the transesterification reaction of ethyl butyrate with methanol, and several reaction parameters were optimized. The most active catalysts were tested in biodiesel production from castor and sunflower oils. The sample with a 14 wt% of CaO in SBA-15 was the most active catalysts in the transesterification of ethyl butyrate with methanol at 60ºC and atmospheric pressure. For the MgAl and MgCa oxide catalysts, MgCa mixed oxides were more active than MgAl in the same system. The highest activity in biodiesel production was found for SBA15-14CaO as 65,7% and 95% for castor and sunflower oils after reacting for 1 and 5h, respectively. In the case of MgAl and MgCa oxides catalysts, sunflower oil conversion of 92% was achieved with methanol:oil molar ratio of 12, reaction temperature of 333 K and 2.5 wt% of MgCa3 catalyst. / O Biodiesel é industrialmente produzido através de reação homogênea de transesterificação de óleos vegetais na presença de espécies básicas como catalisadores. Entretanto, neste processo há a necessidade de purificação da fase éster e remoção da base após a reação. Neste trabalho, diferentes catalisadores básicos heterogêneos, tais como óxido de cálcio (4-20%) suportado sobre a sílica mesoporosa SBA-15 e catalisadores de óxidos MgAl e MgCa com diferentes relações molares (3-24) Mg/Ca e Mg/Al, foram sintetizados e avaliados em reações de transesterificação. As propriedades texturais e a caracterização estrutural dos catalisadores foram determinadas pelas técnicas de DRX, XPS, FT-IR, MEV e adsorção- dessorção de N2 a -196ºC. A basicidade foi estudada mediante técnicas de TPD-CO2 e decomposição de isopropanol. A atividade catalítica foi avaliada em reações de transesterificação do butirato de etila com metanol, algumas variáveis da reação foram otimizadas e o catalisador mais ativo foi testado na produção de biodiesel a partir dos óleos de mamona e girassol. Para a série de catalisadores mesoporosos, a amostra com 14% de CaO em SBA-15 foi o catalisador mais ativo na transesterificação do butirato de etila com metanol a 60ºC e pressão atmosférica. A maior atividade na produção de biodiesel foi observada para o catalisador SBA15-14CaO apresentando valores de conversão de 65,7% e 95% para os óleos de mamona e girassol após 1 e 5h de tempo de reação, respectivamente. Para os catalisadores de óxidos MgAl e MgCa, os catalisadores de MgCa mostraram-se mais ativos que os MgAl para a transesterificação do butirato de etila. Em reação com óleo de girassol, foi observado para o catalisador MgCa3 uma conversão de 92% a uma relação molar metanol:óleo de 12, temperatura de reação de 60ºC e 2,5% em peso de catalisador no meio reacional.

COSTA FILHO, E. H. Estudo da produção enzimática de biodiesel utilizando óleo residual e etanol. 97 f. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-23T11:34:10Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_ehcostafilho.pdf: 932754 bytes, checksum: 3388661e41b561eea89b6b0f53803afb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T14:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_ehcostafilho.pdf: 932754 bytes, checksum: 3388661e41b561eea89b6b0f53803afb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T14:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_ehcostafilho.pdf: 932754 bytes, checksum: 3388661e41b561eea89b6b0f53803afb (MD5) Previous issue date: 2008-10-09 / Biodiesel is a mixture of fatty acid alkyl esters produced by the reaction between vegetable oils and short chain alcohols, like methanol and ethanol, using a catalyst that can be acid, basic or enzymatic. However, the high cost of the raw material when refined vegetable oil is used, have made biodiesel production economically unattractive. Therefore, research with waste oils has increased, showing the technical viability of the production of biodiesel using the residential and industrial residues as raw material. Another variable that has influenced this type of reaction is the type of alcohol. In Brazil, the use of ethanol is interesting because the country has become one of the top worldwide producers of ethanol from vegetables sources, a cheaper and less toxic product than methanol, decreasing our petroleum dependence. The type of catalyst also influences biodiesel production. Alkali is the catalysts that is more often used in industry, but when the vegetable oil has a high acid value, it can not be used because soap is produced, diminishing the esters yield. In this case an acid or an enzyme is used as a catalyst. Based on the previous explanation, the results of this work correspond to the study of enzymatic production of biodiesel using waste oil and ethanol. The immobilized Candida antarctica lipase (Novozym 435) behavior was studied in the oleic acid esterification, studying the effect of the variables that has influence in the process. The variables chosen were: temperature (30 – 50oC), molar ratio acid:alcohol (1:1 – 1:6) and water content (0 – 20%). The reaction were performed in closed reactors with a capacity of 250 mL containing 10 g of oil, a known amount content of alcohol, pre-determined by experimental design and enzyme content of 5% p/p, based on the oil mass. The reaction medium was kept under constant stirring, 200 rpm. Maximum conversion of 88,36% was achieved when high molar ration, the lower temperature and water content values were used. However, by the kinetic study, it can be concluded that it is not necessary to use an alcohol excess to achieve good conversions. After that, the behavior of Candida Antarctica lipase B immobilized in chitosan was studied in acid oleic esterification. A slower initial rate of reaction was observed in comparison to Novozym 435. The behavior of both lipases was also studied in the esterification of waste coconut oil, showing good stability and giving a conversion of about 80% in 60 minutes. Both biocatalyst could be reused 10 times, keeping the same activity. In order to compare the behavior of Novozym 435 in two different mediums, an experimental design was performed with waste cotton oil, which had a low acid value. The same negative influence of the temperature and molar ratio was observed, but with a high reaction time, getting a maximum conversion of 82,66% in 72 hours of reaction. To calculate the conversions, the decreasing of the acid value was used when the raw material had a high acid value, and when the raw material had a low acid value the glycerol production was used. / O biodiesel é uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos resultante da reação entre óleos vegetais e álcoois de cadeia curta, como metanol ou etanol, auxiliada por um catalisador, que pode ser ácido, básico ou enzimático. Entretanto, o alto custo da matéria-prima quando se utiliza óleo vegetal de grau alimentício tem inviabilizado economicamente a produção desse biocombustível. Por isso, as pesquisas com óleo residual tem aumentado, mostrando a viabilidade técnica da produção de biodiesel a partir de resíduos residenciais e industriais. Outro fator que influencia a reação de produção de biodiesel é o tipo de álcool. No Brasil, o uso do etanol é interessante desde que o nosso país se tornou um dos maiores produtores mundiais de etanol vegetal, um produto mais barato e menos tóxico que o metanol, diminuindo assim a nossa dependência do petróleo. O catalisador também exerce influência nesse tipo de reação. Os catalisadores mais usados industrialmente são as bases, mas quando o óleo vegetal tem um alto teor de ácidos graxos livres, o que acontece, geralmente, com os óleos residuais, não é possível usar catalisador básico por favorecer a formação de sabão e diminuir o rendimento em ésteres. Nesse caso, usa-se um catalisador ácido ou enzimático. Partindo dessa premissa, os resultados constantes nessa dissertação correspondem ao estudo da produção enzimática de biodiesel utilizando óleo residual e etanol. Avaliou-se o comportamento da lipase comercial imobilizada de Cândida antarctica tipo B (Novozym 435) na esterificação do ácido oléico comercial, estudando as variáveis que influenciam no processo. As variáveis escolhidas foram: temperatura (30-50o C), razão molar ácido:álcool (1:1-1:6) e a concentração de água presente no meio (0-20%). As reações foram conduzidas em erlenmeyers de 250 mL fechados contendo 10 g de óleo e a quantidade de álcool pré-determinada pelo planejamento de experimentos, mantendo-se a agitação fixa em 200rpm e a concentração de enzima em 5% m/m baseada na massa de óleo medida, obtendo-se uma conversão máxima de 88,36% na condição de maior razão molar, menor temperatura e menor concentração de água. Entretanto, pelo estudo cinético concluí-se que não é necessário um excesso de álcool para conseguir boas conversões. Em seguida, avaliou-se o comportamento de uma lípase do tipo B de Cândida antarctica imobilizada em quitosana na esterificação do ácido oléico, observando um comportamento semelhante ao da Novozym 435 mas com uma taxa inicial de reação mais lenta. Avaliou-se também o comportamento das duas lípases na esterificação do óleo de coco residual ácido, observando uma boa estabilidade para ambos os biocatalisadores que forneceram uma conversão acima de 80% com 60 minutos de reação e puderam ser reutilizados por no mínimo 10 vezes consecutivas sem perda considerável de atividade. Para comparar o comportamento da Novozym 435 em dois meios distintos, realizou-se um planejamento experimental fatorial com um óleo de algodão residual de baixa acidez livre, observando a mesma influência negativa da temperatura e da razão molar entre reagentes, mas com um tempo de reação maior, pois uma conversão máxima de 82,66% só foi atingida com 72 horas de reação. Para o cálculo da conversão, utilizou-se a redução do índice de acidez quando a matéria-prima tinha um alto teor de ácidos graxos livres e o método do periodato de sódio na determinação da glicerina quando a matéria-prima tinha uma baixa acidez livre.