Made available in DSpace on 2018-08-01T22:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9841_Dissertação_Final_Marlene.pdf: 1735497 bytes, checksum: a4ff79528560b2cd24a4693643175227 (MD5) Previous issue date: 2017-02-14 / As mudanças climáticas e a conscientização da sociedade pelas questões ambientais têm favorecido pesquisas por produtos e processos ambientalmente sustentáveis. O biodiesel é um combustível derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais, que pode substituir parcial ou integralmente o diesel de petróleo. Convencionalmente, o biodiesel é produzido por reação de transesterificação homogênea alcalina, mas estudos têm sido realizados para o uso de catalisadores heterogêneos, que apresentam vantagens como a diminuição de resíduos efluentes e possibilidade de reutilização do catalisador. A dolomita é um calcário, um material abundante na natureza e de baixo custo, com aplicação industrial em diversas áreas. Recentemente a dolomita tem sido estudada para utilização como catalisador heterogêneo na produção do biodiesel. No presente estudo, uma dolomita originária da região de Cachoeiro de Itapemirim ES, foi investigada para utilização como catalisador heterogêneo na produção de biodiesel. A calcinação dessa dolomita à 900°C por 2 horas, resultou em materiais com características importantes, as quais foram investigadas por meio de análises química, de DRX, de TGA/DTG e MEV. Essas qualidades garantiram uma boa catálise da reação de transesterificação de óleo de sementes de algodão com metanol, na quantidade de 2% ou 3% em peso de catalisador. Também foi possível reutilizá-lo por mais dois ciclos. Das reações, resultaram produtos com elevadas concentrações de ésteres metílicos, de aproximadamente 98% de FAME, sendo o linoleato de metila e o palmitato de metila os ésteres mais expressivos, e não foi necessário utilizar água nas purificações e outras etapas do processo.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

O presente trabalho teve como objetivo estudar a síntese do biodiesel por transesterificação etílica de diferentes matérias-primas lipídicas empregando catalisadores heterogêneos (químico e bioquímico). Para cumprir com os objetivos propostos foram selecionadas matérias-primas lipídicas de baixo impacto no setor alimentício, entre as quais destacam-se: óleos vegetais (andiroba, babaçu, macaúba, palma e pinhão manso) e gordura residual (sebo bovino) e catalisadores de comprovada potencialidade como óxido de nióbio impregnado com sódio (químico) e a lipase de Burkholderia cepacia imobilizada em suporte híbrido sílicaalcool polivinílico (bioquímico). O trabalho foi desenvolvido em três etapas. Inicialmente, foram determinadas as propriedades físico-químicas das diferentes matérias-primas lipídicas, algumas ainda pouco exploradas, para verificar se apresentavam potencial para serem utilizadas na reação de transesterificação. Em seguida foram preparados os catalisadores propostos por protocolos já estabelecidos, sendo obtido para o catalisador químico elevado teor de sódio impregnado no óxido de nióbio (25,43 ± 0,29%) e para catalisador bioquímico elevada atividade hidrolítica (1814 ??281 U/g). Na segunda etapa, as reações de transesterificação foram conduzidas em regime de batelada em condições adequadas para cada catalisador em termos de temperatura, tempo e proporção de catalisador. Na terceira etapa, os produtos obtidos foram purificados e quantificados por cromatografia gasosa, RMN 1H, viscosimetria e análise termogravimétrica (TGA). O conjunto de dados obtidos demonstrou que a formação de ésteres etílicos a partir das diferentes matérias-primas é viável para os catalisadores testados. Ambos os catalisadores (químico e bioquímico) atuaram de forma eficiente convertendo os ácidos graxos presentes nas matérias-primas lipídicas nos ésteres etílicos correspondentes e apresentaram elevada estabilidade em bateladas consecutivas, com destaque para o catalisador bioquímico que revelou um tempo de meiavida de 290 h. Entretanto, a qualidade da matéria-prima lipídica interferiu a atuação dos catalisadores de maneira diferenciada. Enquanto, o catalisador químico foi sensível a presença de níveis elevados de acidez, como o constatado no óleo de macaúba, a atuação do catalisador bioquímico sofreu influência da presença de peróxidos indicativo de oxidação apresentada pelo óleo de andiroba. Com exceção dos óleos de macaúba e andiroba que apresentaram qualidade comprometida, todas as matérias-primas lipídicas originaram amostras de biodiesel com características adequadas para serem usadas como combustível, incluindo valores de viscosidade entre 3,9 a 6,0 (cSt) que atendem as especificações estabelecidas na ASTM 6751- 02. Apesar do desempenho similar dos catalisadores testados, a via química foi superior em termos de produtividade em relação à via bioquímica. Entretanto, essa baixa produtividade pode ser incrementada utilizando métodos não convencionais de aquecimento, como por exemplo, irradiação de micro-ondas e ultrassom. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram ainda que os catalisadores heterogêneos testados possuem potencial para substituir os sistemas homogêneos normalmente empregados na síntese do biodiesel. Essa substituição oferece vantagens, que podem propiciar um aumento considerável nas perspectivas de sustentabilidade sócio-ambiental de todo o processo de produção. / The present work aimed at studying the biodiesel synthesis by transesterification reaction from several lipidic feedstocks via ethyl route employing heterogeneous catalysts (chemical and biochemical). To attain the proposed objectives non-edible feedstock having low impact in the food segment, among which stand out: vegetable oils (andiroba, babassu, macauba, palm and Jatropha curcas) and residual fat (beef tallow) and potential catalysts as niobium oxide impregnated with sodium (chemical) and lipase from Burkholderia cepacia immobilized on silica-polyvinyl alcohol matrix (biochemical) were previously selected. The work was developed in three steps. Initially, the physico-chemical properties of the different lipidic feedstocks were investigated, some of them still little explored, to identify their potential as reactants in the transesterification reactions. Then the proposed catalysts were prepared by protocols already established, being obtained for the chemical catalyst high level of sodium impregnated in the niobium oxide (25.43 ± 0.29%) and for the biochemical catalyst high hydrolytic activity (1,814± 281 U/g). In the second step, the transesterification reactions were carried out in batch reactors under appropriated conditions for each catalyst in terms of temperature, time and catalyst proportion. In the third step, the obtained products were purified and quantified by gas chromatography, 1H NMR spectroscopy, viscosimetry and thermogravimetric analysis (TGA). The dataset obtained demonstrated that the formation of ethyl esters from the different feedstocks was feasible for the tested catalysts. Both catalysts (chemical and biochemical) were efficient in converting all fatty acids present in the lipidic feedstock into the corresponding ethyl esters and showed high stability under consecutive batch runs, with emphasis for the biochemical catalyst with a half-life time of 290 h. However, the poor quality of the feedstocks strong affected the performance of the catalysts in a different way. While the chemical catalyst was sensitive to high acidity levels, as verified in the macauba oil, the biochemical catalyst performance was influenced by the presence of peroxides indicating oxidation as showed in the andiroba oil. Except for these oils, all the other feedstocks originated biodiesel samples with appropriate characteristics to be used as fuel, including viscosity values between 3.9 to 6.0 (cSt) that are in accordance with specifications recommended by ASTM 6751-02. Even though the catalysts showed similar performances, the chemical route gave higher productivity than that attained by biochemical route. However, such lower productivity can be increased using non conventional heating systems as for instance, micro-wave irradiation and ultrasound. The results obtained in this work demonstrated that the selected heterogeneous catalysts possess potential to replace the homogeneous systems usually employed in the biodiesel synthesis. Such replacement offers advantages that can provided a considerable increase in the perspectives to attain an environmental sustainability of process as a whole.

Para que o processo de produção de biodiesel se torne auto-sustentado, ou seja, socialmente, ecologicamente e economicamente viáveis, alguns aspectos químicos ainda precisam ser estudados e aprimorados. Dentre estes, dois são relevantes: alta eficiência no rendimento da reação e o uso de catalisadores de maneira ecologicamente responsável. Para atendê-los é necessário o uso de catalisadores eficientes, robustos, e facilmente manipuláveis com baixo impacto ao meio ambiente. Para atingir tais objetivos, foi estudado o uso de diferentes catalisadores heterogêneos e métodos analíticos para a determinação do rendimento e caracterização dos produtos formados pela reação de esterificação do ácido oléico, principal componente do óleo de soja, utilizando-se o Etanol e um catalisador heterogêneo à base de sílica, o ormosil. A reação de transesterificação do óleo de soja também foi estudada utilizando-se o Etanol e catalisadores ácidos homogêneos e heterogêneos. / For the biodiesel production process to become self-sustaining, namely, sociably, environmentally and economically viable some chemical aspects have to be studied and improved. Among all of its aspects, two of them are relevant: high efficiency on the reaction yield and the use of catalysts in an environmentally responsible way. To attend to these, the use of, robust and easily manipulated with low environmental impact efficient catalysts is necessary. In order to attain to these objectives, the use of different heterogeneous catalysts and analytical methods for the determination of the yield and characterization of the products formed by the esterification reaction of oleic acid, the main component of soy bean oil, using ethanol and a silica based heterogeneous catalyst, the ormosil, was be studied. The transesterification reaction of the soy oil was also studied, making use of ethanol and homogeneous and heterogeneous acid catalysts.

O presente trabalho teve como objetivo estudar a síntese do biodiesel por transesterificação etílica de diferentes matérias-primas lipídicas empregando catalisadores heterogêneos (químico e bioquímico). Para cumprir com os objetivos propostos foram selecionadas matérias-primas lipídicas de baixo impacto no setor alimentício, entre as quais destacam-se: óleos vegetais (andiroba, babaçu, macaúba, palma e pinhão manso) e gordura residual (sebo bovino) e catalisadores de comprovada potencialidade como óxido de nióbio impregnado com sódio (químico) e a lipase de Burkholderia cepacia imobilizada em suporte híbrido sílicaalcool polivinílico (bioquímico). O trabalho foi desenvolvido em três etapas. Inicialmente, foram determinadas as propriedades físico-químicas das diferentes matérias-primas lipídicas, algumas ainda pouco exploradas, para verificar se apresentavam potencial para serem utilizadas na reação de transesterificação. Em seguida foram preparados os catalisadores propostos por protocolos já estabelecidos, sendo obtido para o catalisador químico elevado teor de sódio impregnado no óxido de nióbio (25,43 ± 0,29%) e para catalisador bioquímico elevada atividade hidrolítica (1814 ??281 U/g). Na segunda etapa, as reações de transesterificação foram conduzidas em regime de batelada em condições adequadas para cada catalisador em termos de temperatura, tempo e proporção de catalisador. Na terceira etapa, os produtos obtidos foram purificados e quantificados por cromatografia gasosa, RMN 1H, viscosimetria e análise termogravimétrica (TGA). O conjunto de dados obtidos demonstrou que a formação de ésteres etílicos a partir das diferentes matérias-primas é viável para os catalisadores testados. Ambos os catalisadores (químico e bioquímico) atuaram de forma eficiente convertendo os ácidos graxos presentes nas matérias-primas lipídicas nos ésteres etílicos correspondentes e apresentaram elevada estabilidade em bateladas consecutivas, com destaque para o catalisador bioquímico que revelou um tempo de meiavida de 290 h. Entretanto, a qualidade da matéria-prima lipídica interferiu a atuação dos catalisadores de maneira diferenciada. Enquanto, o catalisador químico foi sensível a presença de níveis elevados de acidez, como o constatado no óleo de macaúba, a atuação do catalisador bioquímico sofreu influência da presença de peróxidos indicativo de oxidação apresentada pelo óleo de andiroba. Com exceção dos óleos de macaúba e andiroba que apresentaram qualidade comprometida, todas as matérias-primas lipídicas originaram amostras de biodiesel com características adequadas para serem usadas como combustível, incluindo valores de viscosidade entre 3,9 a 6,0 (cSt) que atendem as especificações estabelecidas na ASTM 6751- 02. Apesar do desempenho similar dos catalisadores testados, a via química foi superior em termos de produtividade em relação à via bioquímica. Entretanto, essa baixa produtividade pode ser incrementada utilizando métodos não convencionais de aquecimento, como por exemplo, irradiação de micro-ondas e ultrassom. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram ainda que os catalisadores heterogêneos testados possuem potencial para substituir os sistemas homogêneos normalmente empregados na síntese do biodiesel. Essa substituição oferece vantagens, que podem propiciar um aumento considerável nas perspectivas de sustentabilidade sócio-ambiental de todo o processo de produção. / The present work aimed at studying the biodiesel synthesis by transesterification reaction from several lipidic feedstocks via ethyl route employing heterogeneous catalysts (chemical and biochemical). To attain the proposed objectives non-edible feedstock having low impact in the food segment, among which stand out: vegetable oils (andiroba, babassu, macauba, palm and Jatropha curcas) and residual fat (beef tallow) and potential catalysts as niobium oxide impregnated with sodium (chemical) and lipase from Burkholderia cepacia immobilized on silica-polyvinyl alcohol matrix (biochemical) were previously selected. The work was developed in three steps. Initially, the physico-chemical properties of the different lipidic feedstocks were investigated, some of them still little explored, to identify their potential as reactants in the transesterification reactions. Then the proposed catalysts were prepared by protocols already established, being obtained for the chemical catalyst high level of sodium impregnated in the niobium oxide (25.43 ± 0.29%) and for the biochemical catalyst high hydrolytic activity (1,814± 281 U/g). In the second step, the transesterification reactions were carried out in batch reactors under appropriated conditions for each catalyst in terms of temperature, time and catalyst proportion. In the third step, the obtained products were purified and quantified by gas chromatography, 1H NMR spectroscopy, viscosimetry and thermogravimetric analysis (TGA). The dataset obtained demonstrated that the formation of ethyl esters from the different feedstocks was feasible for the tested catalysts. Both catalysts (chemical and biochemical) were efficient in converting all fatty acids present in the lipidic feedstock into the corresponding ethyl esters and showed high stability under consecutive batch runs, with emphasis for the biochemical catalyst with a half-life time of 290 h. However, the poor quality of the feedstocks strong affected the performance of the catalysts in a different way. While the chemical catalyst was sensitive to high acidity levels, as verified in the macauba oil, the biochemical catalyst performance was influenced by the presence of peroxides indicating oxidation as showed in the andiroba oil. Except for these oils, all the other feedstocks originated biodiesel samples with appropriate characteristics to be used as fuel, including viscosity values between 3.9 to 6.0 (cSt) that are in accordance with specifications recommended by ASTM 6751-02. Even though the catalysts showed similar performances, the chemical route gave higher productivity than that attained by biochemical route. However, such lower productivity can be increased using non conventional heating systems as for instance, micro-wave irradiation and ultrasound. The results obtained in this work demonstrated that the selected heterogeneous catalysts possess potential to replace the homogeneous systems usually employed in the biodiesel synthesis. Such replacement offers advantages that can provided a considerable increase in the perspectives to attain an environmental sustainability of process as a whole.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Inocencio.pdf: 2764893 bytes, checksum: 8b5e78c33e9a9309d46a3f7ff7b3a5e9 (MD5) Previous issue date: 2013-04-03 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / Biodiesel is obtained mainly by homogeneous catalysis, however this process has disadvantages as saponification of the esters and difficulty of separation of the catalyst from the products formed. In this work, ceramic catalysts were prepared from the surface modification of niobia with alkaline earth metals (Ba and Ca) and transition metals (Ni and Cu) in order to improve the catalytic activity in the transesterification reaction of beef tallow and esterification of oleic acid. The catalysts were obtained by the polymeric precursor method (PPM). Therefore, such systems were characterized by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy in the Fourier transform (FTIR), Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) analysis of gas adsorption. The XRD results suggest that the niobium surface modification, but with secondary phases. Raman spectra of the catalysts exhibit vibrational modes near 701 cmˉ¹ corresponding to phase T-Nb₂O₅. The bands between 311 cmˉ¹ and 230 cmˉ¹, corresponding to vibrational modes of the bonds O-Nb-O, Nb-O-Nb. FTIR spectra showed vibrational modes in the region between 500 - 850 cmˉ¹ which may be associated with a NbO₆ octahedra, vibrations in modes 635 cmˉ¹, 560 cmˉ¹ and 500 cmˉ¹ are associated Nb-O bonds in Nb-O6 octahedra distorted. A cursory analysis shows that the catalysts are non-porous materials. The catalysts of niobium modified barium and copper, calcium and copper, barium and calcium, and nickel and nickel exhibited catalytic activity for transesterification of beef tallow and oleic acid esterification. The catalysts modified with 5% barium and copper, showed better conversion to oleic acid esterification and transesterification beef with 71% to 95%, respectively. Thus, these catalysts were effective for the transesterification of beef tallow and oleic acid esterification. / O biodiesel é obtido principalmente via catálise homogênea, entretanto esse processo apresenta desvantagens como saponificação dos ésteres e a dificuldade de separação do catalisador dos produtos formados. Neste trabalho, foram preparados catalisadores cerâmicos a partir da modificação da superfície da nióbia, com metais alcalinos terrosos (Ba e Ca) e metais de transição (Ni e Cu), no intuito de melhorar a atividade catalítica desses materiais na reação de transesterificação do sebo bovino e esterificação do ácido oléico. Os catalisadores foram obtidos pelo método dos precursores poliméricos (MPP). Para tanto, tais sistemas foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, Microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e Análise de adsorção de gás. Os resultados de DRX sugerem a modificação da superfície do nióbio, porém com fases secundárias. Os espectros Raman dos catalisadores exibem modos vibracionais próximos a 701 cmˉ¹ corresponde à fase T-Nb₂O₅. As faixas compreendidas entre 311 cmˉ¹ e 230 cmˉ¹, correspondem aos modos vibracionais das ligações O-Nb-O, Nb-O-Nb. Os espectros FTIR apresentaram modos vibracionais na região entre 500 - 850 cmˉ¹ que pode se associado aos octaedros de NbO6, os modos vibrações em 635 cmˉ¹, 560 cmˉ¹ e 500 cmˉ¹ são associadas as ligações Nb-O em octaedros Nb-O₆ distorcidos. A análise superficial demonstrou que os catalisadores são materiais não porosos. Os catalisadores de nióbio modificados com bário e cobre, cálcio e cobre, bário e níquel e cálcio e níquel apresentaram atividade catalítica para transesterificação de sebo bovino e esterificação do ácido oléico. Os catalisadores modificados com o bário 5% e cobre, apresentaram melhor conversão para esterificação do ácido oléico e transesterificação do sebo bovino com 71% e 95%, respectivamente. Desta forma, esses catalisadores mostraram-se eficientes para reação de transesterificação do sebo bovino e esterificação do ácido oléico.

Para que o processo de produção de biodiesel se torne auto-sustentado, ou seja, socialmente, ecologicamente e economicamente viáveis, alguns aspectos químicos ainda precisam ser estudados e aprimorados. Dentre estes, dois são relevantes: alta eficiência no rendimento da reação e o uso de catalisadores de maneira ecologicamente responsável. Para atendê-los é necessário o uso de catalisadores eficientes, robustos, e facilmente manipuláveis com baixo impacto ao meio ambiente. Para atingir tais objetivos, foi estudado o uso de diferentes catalisadores heterogêneos e métodos analíticos para a determinação do rendimento e caracterização dos produtos formados pela reação de esterificação do ácido oléico, principal componente do óleo de soja, utilizando-se o Etanol e um catalisador heterogêneo à base de sílica, o ormosil. A reação de transesterificação do óleo de soja também foi estudada utilizando-se o Etanol e catalisadores ácidos homogêneos e heterogêneos. / For the biodiesel production process to become self-sustaining, namely, sociably, environmentally and economically viable some chemical aspects have to be studied and improved. Among all of its aspects, two of them are relevant: high efficiency on the reaction yield and the use of catalysts in an environmentally responsible way. To attend to these, the use of, robust and easily manipulated with low environmental impact efficient catalysts is necessary. In order to attain to these objectives, the use of different heterogeneous catalysts and analytical methods for the determination of the yield and characterization of the products formed by the esterification reaction of oleic acid, the main component of soy bean oil, using ethanol and a silica based heterogeneous catalyst, the ormosil, was be studied. The transesterification reaction of the soy oil was also studied, making use of ethanol and homogeneous and heterogeneous acid catalysts.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angela Maria Correia Mouzinho.pdf: 3152722 bytes, checksum: ff51c13257db3dc1050251928a30a970 (MD5) Previous issue date: 2007-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, the biodiesel production is made, mainly, for the basic catalytic route homogeneous using as catalysts KOH and NaOH. However, this route presents some disadvantages, such as: esters saponification and difficult removal of the catalyst. Otherwise, the heterogeneous route catalytic avoids the inconveniences of the homogeneous catalysis, reducing the amount of aqueous effluents generated in the process and the utilization again of the catalysts. The present work had as objective to select commercials heterogeneous catalysts and to evaluate the catalytic activity of them in the transesterificação reaction of the babassu oil with methanol. In this work, were used carbonatos (Li2CO3, CaCO3), oxides (CaO, MgO, La2O3, Al2O3, SiO2, ZnO) and bases (Ba(OH)2 mono and octahidratado) and clays (bentonita and sea calcium). The catalytics tests were monitored using the Thin Layer Chromatography. The biodiesel obtained was analyzed physical-chemically and characterized by Gas Chromatography and Infra red. The selected catalyst the Ba(OH)2 mono and octahidratado was characterized by the techniques of the Infra red, Optical Microscopy, DRX, solubility and melting point. The results showed that the catalysts CaO, MgO, La2O3, Li2CO3, Al2O3, SiO2, ZnO, CaCO3, pure clay of sea calcium, sodic and pure bentonita presented low catalytic activity for biodiesel production. On the other hand, the catalysts CaO, MgO, sodic bentonita clay and the Ba(OH)2 mono and octahidratado were active to the biodiesel obtaining presenting conversion above 90 %. It was verified that the Ba(OH)2 presented good results in relation to the other catalysers due its complexity of interaction with alcohol molecules in the reaction, what favored a good catalytic activity and selectivity for the production of biodiesel. The reaction transesterification with the Ba(OH)2 monohidratado was evaluated statistically by a factorial planning 24 with central points, varying the time of reaction of 1 - 3 hours, the catalyst concentration 0,2 - 1,0 %, ratio molar alcohol: oil between 6 and 12:1, temperature among 80 160 ºC using as answers the yield of the biodiesel in mass and the esters content. The best conditions for the yield in mass were: temperature of 80 ºC, 3 hours reaction time, ratio molar alcohol: oil 12:1 and concentration of the catalyst Ba(OH)2 monohidratado activated 0,2 %. The factorial planning showed that the variation of the factors didn't have significant influence in the conversion of the esters. / Atualmente, a produção de biodiesel é feita, principalmente, pela rota catalítica básica homogênea empregando como catalisadores KOH e NaOH. No entanto, essa rota apresenta algumas desvantagens, tais como: a saponificação dos ésteres e a dificuldade de remoção do catalisador. Por outro lado, a rota catalítica heterogênea evita os inconvenientes da catálise homogênea, reduzindo a quantidade de efluentes aquosos gerados no processo e a reutilização dos catalisadores. O presente trabalho teve como objetivo selecionar catalisadores heterogêneos comerciais e avaliar a atividade catalítica na reação de transesterificação do óleo de babaçu com metanol. Neste trabalho, foram empregados carbonatos (Li2CO3, CaCO3), óxidos (CaO, MgO, La2O3, Al2O3, SiO2, ZnO), bases (Ba(OH)2 mono e octahidratado) e as argilas (bentonita e cálcio marinho). Os testes catalíticos foram acompanhados usando a Cromatografia de Camada Fina. O biodiesel obtido foi analisado físico-quimicamente e caracterizado por cromatografia gasosa e IV. O catalisador selecionado o Ba(OH)2 mono e octahidratado foi caracterizado pelas técnicas do IV, Microscopia Óptica, DRX, solubilidade e ponto de fusão. Os resultados mostraram que os catalisadores La2O3, Li2CO3, Al2O3, SiO2, ZnO, CaCO3, Argila cálcio marinho puro e sódico e a bentonita pura apresentaram baixa atividade catalítica para produção de biodiesel. Por sua vez, os catalisadores CaO, MgO, Argila bentonita sódica e o Ba(OH)2 mono e octahidratado foram ativos para o biodiesel apresentando conversão acima de 90 %. Foi verificado que o Ba(OH)2 apresentou bons resultados em relação aos outros catalisadores devido a sua complexidade de interação com as moléculas de álcool na reação que favoreceu uma boa atividade catalítica e seletividade para a produção de biodiesel. A reação de transesterificação utilizando o Ba(OH)2 monohidratado foi avaliada estatisticamente por um planejamento fatorial 24 com pontos centrais, variando o tempo de reação de 1 3 horas, a concentração de catalisador 0,2 1,0 %, razão molar álcool: óleo entre 6 e 12:1, temperatura entre 80 160 ºC usando como respostas o rendimento do biodiesel em massa e o teor de ésteres. As melhores condições para o rendimento em massa foram: temperatura de 80 ºC, tempo de reação 3 horas, razão molar álcool: óleo 12:1 e concentração do catalisador Ba(OH)2 monohidratado ativado 0,2 %. O planejamento fatorial mostrou que a variação dos fatores não teve influência significativa na conversão dos ésteres.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAURO_ HENRIQUE_ ALMEIDA _TAVARES.pdf: 1907291 bytes, checksum: 282d3701bcf431037d315ec5b053395e (MD5) Previous issue date: 2010-09-17 / The biodiesel is produced mainly via homogeneous catalysis, however this process presents some disadvantages such as saponification of esters and the difficulty of separating the catalyst of the formed products. In this work ceramic catalysts were prepared from the application of the surface coating, nanometrics, BaO, CaO and MgO in commercial alumina, in order to improve the catalytic activity in the transesterification reaction, mainly triglycerides. The catalysts were obtained from the surface modification of alumina using a combined technique between sol-gel and polymeric precursors. The obtained catalysts were characterized by Infrared Spectroscopy techniques with Fourier Transform, Scanning Electron Microscopy, Electronic, Optical Microscopy, X-rays Diffraction and Analysis of gas adsorption. The coating in nanometric was observed in only a few particles of support. It was observed that the characteristics of support are essential to obtaining the catalysts for the reaction transesterification of babassu oil, as regards the conversion and processing. The catalysts of alumina with BaO, CaO and MgO showed catalytic for the production of biodiesel. However, with 5 % catalyst in reaction to oil, all catalysts have income above 90 %. Thus, the catalysts were effective for the transesterification of babassu oil for the production of biodiesel. / O biodiesel é obtido principalmente via catálise homogênea, entretanto esse processo apresenta algumas desvantagens como saponificação dos ésteres e a dificuldade de separação do catalisador dos produtos formados. Neste trabalho, foram preparados catalisadores cerâmicos a partir da aplicação do revestimento superficial, em escala nanométrica, de BaO, CaO e MgO em alumina comercial, na perspectiva de melhorar a atividade catalítica desses materiais na reação de transesterificação, principalmente de triglicerídeos. Os catalisadores foram obtidos a partir da modificação da superfície da alumina usando-se uma técnica combinada entre sol-gel e precursores poliméricos. Os catalisadores obtidos foram caracterizados pelas técnicas de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Óptica, Difração de raios X e Análise de adsorção de gás. O revestimento superficial em escala nanométrica foi observado somente em algumas partículas do suporte. Observou-se que as características do suporte são fundamentais para a obtenção dos catalisadores para a reação de transesterificação de óleo de babaçu, no que diz respeito à conversão e processamento. Os catalisadores de alumina com BaO, CaO e MgO apresentaram atividade catalítica para produção de biodiesel. Em pequenas quantidades, o catalisador com bário apresentou melhor conversão de óleo em biodiesel. Porém, com 5 % de catalisador em relação ao óleo, todos os catalisadores apresentaram rendimento acima de 90 %. Desta forma, esses catalisadores mostraram-se eficientes para reação de transesterificação de óleo de babaçu para produção de biodiesel.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T15:27:12Z No. of bitstreams: 1 LIONETE NUNES DE LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2008..pdf: 8876050 bytes, checksum: 6b3dfb40f7b7e786c521fd452704f322 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T15:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LIONETE NUNES DE LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2008..pdf: 8876050 bytes, checksum: 6b3dfb40f7b7e786c521fd452704f322 (MD5) Previous issue date: 2008-09-30 / A maior parte da energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. O esgotamento das fontes de energia, especialmente energia fóssil, sobretudo sua impossibilidade de renovação, tem motivado o desenvolvimento de tecnologias que permitam utilizar fontes renováveis de energia. O biodiesel é biodegradável, renovável e obedece ao ciclo de carbono, sendo definido como mono-alquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais, o mesmo pode ser obtido através de um processo de transesterifícação, no qual ocorre a transformação de triacilglicerídeos em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos e apresenta características físico-químicas semelhantes às do diesel fóssil. Este trabalho apresenta a obtenção de biodiesel a partir da mistura dos óleos de milho e algodão obtido por transesterifícação sob uso do catalisador homogéneo (KOH) e heterogéneo (MCM-41 e 1% Mo/MCM-41). A mistura dos óleos vegetais e o biodiesel etílico foram caracterizados em função das propriedades físicoquímicas, reologia, cromatografia gasosa (CG), espectroscopia de infravermelho (IV) e termogravimetria (TG). Mediante os resultados obtidos pode-se observar que a rota homogênea promoveu uma conversão em ésteres etílicos de 81,23%, já a rota heterogênea não se obteve resultados satisfatórios o que foi observado pelo elevado teor de triacilglicerídeos. As análises no infravermelho e por cromatografia gasosa permitiram a análise química do processo. Nas análises termogravimétricas, observou-se que o biodiesel apresentou uma temperatura de decomposição inicial menor que a do óleo, demonstrando ser mais volátil e aproximando-se do diesel. / Most of the world energy consumption derives from oil, coal and natural gas. The shortage of the energy sources, especially the energy from fóssil fuels, and moreover the impossibility of its renewal has motivated the development of technologies that allow the usage of renewable energy sources. Biodiesel is biodegradable, renewable and it obeys the cycle of carbon, it is defined as a blend of mono-alkyl esters of fatty acids derived from renewable sources, as vegetable oils and animal fats. It can be obtained by means of a transesterification process, in which the transformation of triacylglycerides into smaller molecules of fatty acid esters takes place, and it displays physical and chemical characteristics similar to the ones of a fóssil fuelderived diesel oil. This paper presents the production of biodiesel from a mixture of corn and cotton oils transesterified with homogeneous (KOH) and heterogeneous (MCM-41 and 1% Mo/MCM-41) catalysts. The mixture of vegetable oils and the ethanol biodiesel were characterized in terms of physical and chemical properties, rheology, gas chromatography (GC), infrared spectroscopy (IR) and thermal analysis (TG). The results showed that the homogeneous route promoted a 81,23% conversion into ethyl esters conversely, the heterogeneous route did not show satisfactory results, as a the high levei of triacylglycerides was observed. The infrared spectroscopy and gas chromatography analyses were used for the chemical analysis of the products. In thermogravimetric analyses, it was observed that the Biodiesel samples presented a lower initial decomposition temperature than that of the vegetable oil, suggesting that these samples are more volatile than the oil and closer to diesel.