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Motor foguete à propulsão líquida : uma proposta de procedimentos para ensaios

Carlos Alberto Gottmann 05 December 2013 (has links)
O objetivo principal deste trabalho é apresentar uma proposta de metodologia de ensaio para motores foguete à propulsão líquida. Como Objetivo complementar sugerir quais ensaios preliminares devem ser realizados, cada qual com sua particularidade e importância, antes da realização do ensaio final. O trabalho apresenta para entendimento, considerações sobre a propulsão líquida e ao final realiza um teste a quente aplicando a metodologia proposta. São realizadas simulações com o uso de etanol com adições de água nas proporções 99,5%, 85% e 70% e são apresentados dados coletados necessários para se determinar o ciclograma de funcionamento do motor.
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Uma metodologia de projeto de combustores para turbinas a gás

Eduardo Oliveira 12 December 2013 (has links)
A proposta desta pesquisa é realizar um estudo numérico da utilização do etanol como combustível alternativo em turbinas a gás, seguindo a tendência mundial na busca por combustíveis menos poluentes. Esta pesquisa tem como principal objetivo, identificar o impacto da mudança do combustível na metodologia corrente de projeto de câmaras de combustão de turbinas a gás. Como ferramenta principal, é utilizado pacote computacional de CFD - "Computational Fluid Dynamics" - para simulação dos escoamentos reativos no interior dos combustores analisados. O presente trabalho é parte de um esforço para o desenvolvimento de metodologia para projeto de câmaras de combustão de turbinas a gás voltadas a utilização de etanol como combustível, de forma eficiente. Em grande parte, isto depende do posicionamento otimizado dos furos de admissão de ar para as zonas primária e secundária, no que tange o grau de homogeneização da temperatura dos gases à saída do combustor, ou "temperature traverse quality" (T.T.Q.), ou TQ simplesmente. Para tanto, utiliza-se critérios de projeto unidimensionais para projeto preliminar de combustores ';genéricos';, equivalentes a combustores existentes, tomados como referência. Posteriormente, procede-se à verificação da qualidade do escoamento no interior da câmara de combustão através de simulações computacionais (CFD) para cálculo do escoamento 3D, bifásico (spray), viscoso, compressível, turbulento, radiante e reativo. Os resultados demonstram a viabilidade técnica de utilização do etanol como combustível. As dimensões do combustor a etanol são compatíveis com aquelas obtidas no projeto de combustores a querosene de aviação. É possível a identificação do posicionamento ótimo das fileiras de furos das zonas primária e secundária ao longo do eixo longitudinal do combustor. Os valores de eficiência térmica, TQ e de emissões para alguns poluentes são compatíveis com aqueles encontrados na literatura. Resultados dos cálculos em CFD e parâmetros utilizados no dimensionamento preliminar para mínimo TQ são correlacionados ao final.
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Experimental analysis of a diesel engine operating in diesel-ethanol dual-fuel mode

Roberto Freitas Britto Júnior 19 August 2014 (has links)
A significant part of the world economy depends on stationary or vehicular Diesel engines. Such engines are fed mainly by fossil fuels, among these, the standard diesel. The growing interest in renewable energy sources makes the use of ethanol in these engines a real technological demand. From the existing concepts to meet this goal the Diesel-Ethanol in the Dual-Fuel mode has demand for published experimental data. Such concept brings a greater degree of freedom, but implications in technological challenges. It works through a PFI (Port Fuel Injection) system to prepare a pre-mixture of air and ethanol in the intake port which is compressed in the combustion chamber and ignited by pilot injection of diesel. In this work a single cylinder research engine with 100% electronically controlled calibration was used. The engine control parameters were set to maximize diesel substitution rate by ethanol with a limited indicated efficiency loss. Comparisons were made among different working conditions. Initially, the flow structure in the combustion chamber was tested in both quiescent and high swirl modes. Compression ratios were adjusted at 3 different levels: 14:1, 16:1 and 17:1. Two injectors were tested, the first one with mass flow of 35 g/s and another of 45 g/s. Regarding pressure diesel injection, 4 levels were investigated namely 800, 1000, 1200 and 1400 bar. The experiments discussed in this work were able to achieve up to 65% of diesel energy substituted by hydrated ethanol energy with an indicated efficiency of 49%. In comparison with the diesel only running condition, the NOx emissions was improved by up to 60%. But the HC, CO and aldehydes emissions had a penalty, showing a trade-off that shall be further investigated with a final design engine in the beginning of product development process.
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Estudo sobre velocidade de chama laminar de etanol hidratado

José Raimundo Fraga 07 August 2015 (has links)
As velocidades de chamas laminares pré misturadas de etanol e ar para diferentes razões de equivalência e concentrações de água no combustível foram medidas na pressão atmosférica e temperatura de.423K. A concentração de água em volume no combustível variou entre 0,2% (etanol anidro) e 30% em volume, valor máximo no qual uma chama laminar pré-misturada se manteve estável, e a razão de equivalência variou em 0,1 no intervalo entre 0,9 e 1,3. Um queimador tipo Bunsen e a técnica óptica da quimiluminescência do radical OH foram utilizados para a obtenção do perfil da chama. A velocidade de chama laminar, SL, foi calculada utilizando o método da área da chama cônica, e os resultados experimentais foram comparados com os existentes na literatura e com os teóricos obtidos utilizando o modelo de cinética química para oxidação do etanol em altas temperaturas desenvolvido por Marinov utilizando software CHEMKIN-PRO. As simulações numéricas tiveram como dados de entrada as propriedades físicas do combustível no estado de vapor e do ar atmosférico, ambos a 423K e pressão atmosférica, e velocidade teórica da mistura ar e combustível no duto do queimador. Os resultados obtidos mostram se satisfatórios para a faixa de concentração de água de até 20% no combustível. A adição de água ao combustível produziu uma redução da velocidade propagação da chama em cerca de; 5,8% para a concentração de 5% de água no combustível, 9,0 para 10% de água no combustível, 15% para 15 de água no combustível e 21,7% para 20% de água no combustível.
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Simulação numérica de motores de combustão interna : um estudo sobre injeção direta de etanol

Fernanda Pinheiro Martins 18 December 2012 (has links)
Este trabalho aborda a utilização de uma geometria representativa de um motor mono cilíndrico, com injeção direta de etanol hidratado e ignição assistida por centelha. A partir da utilização de um código comercial de Dinâmica dos Fluidos Computacional, a malha móvel é criada e as equações governantes são resolvidas. O escopo do trabalho inclui a caracterização do escoamento de ar durante a compressão e a formação de mistura estratificada. É analisado o efeito da geometria da câmara na formação da mesma e sua distribuição ao longo da câmara de combustão. É analisada a influência de parâmetros como: pressão do combustível injetado, início da injeção e massa de combustível injetada. O objetivo final é a obtenção da concentração de combustível ao longo do cilindro, durante o desenvolvimento do jato e o movimento do pistão, além da formação de filme nas paredes da câmara. Tais resultados são de extrema importância para a avaliação de estratégias de injeção que tornem possível a partida a frio de veículos em baixas temperaturas sem a aplicação de sistemas auxiliares. Os resultados, como já eram previstos, mostraram que a pressão e o início da injeção de combustível são parâmetros que influenciam diretamente a evaporação de combustível, assim como a quantidade de filme formado, principalmente no pistão.
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Efeito de enriquecimento ambiental na auto-administração oral de álcool em ratos / Influence of environmental enrichment in alcohol oral self-administration in rats

Bernardes, Ana Martins Torres 18 April 2008 (has links)
Esta pesquisa estuda a relação entre o ambiente em que ratos se desenvolvem e a auto-administração de etanol (ET) na idade adulta. Usualmente, a pesquisa comportamental com animais em laboratório utiliza sujeitos mantidos em isolamento em caixas individuasi (I). Uma das espécies mais usadas é o rato, um animal social que em habitat natural vive em colônias. Que efeitos tem o isolamento nesses ratos? Propõe-se que a baixa disponibilidade de reforçadores alternativos seja um dos fatores determinantes do abuso de drogas. Algumas pesquisas mostraram que o isolamento, que caracteriza ambientes de baixa disponibilidade de reforçadores, leva a um aumento no consumo de morfina, anfetamina e barbital em relação a ratos criados em ambientes com maior disponibilidade de reforçadores (AE), e mais ET comparados a animais criados em grupo. No entanto, outras pesquisas observaram que animais criados em AE consomem mais ET do que animais criados em isolamento. Utilizando medidas de comportamento operante de ingestão de ET, o presente experimento visou observar se a disponibilidade de reforçadores no ambiente de criação e/ou concorrentes ao álcool no ambiente experimental altera o consumo, o valor reforçador e a elasticidade da demanda dessa droga. Ratos Wistar machos foram criados em I ou em AE. O consumo e o valor reforçador do ET foram medidos nos esquemas operantes de FR2 e Razão Progressiva (RP), respectivamente. O ET foi introduzido por fade in/fade out de sacarose, culminando numa solução de ET 10% adoçada com sacarina 0,25%. O teste de RP foi conduzido para solução de ET, depois para sacarina. Os animais foram submetidos também ao teste de ansiedade no labirinto em cruz elevado e sua atividade motora foi estimada em caixa de atividade. Os ratos I consumiram e responderam significativamente mais pelo ET comparados aos ratos AE. Os ratos I evidenciaram aumento do valor reforçador do ET, mas não da sacarina, medido em RP, quando comparados aos do grupo AE. Os grupos AE e I não apresentaram diferenças significativas em ansiedade. Os animais do grupo I mostraram-se significativamente mais ativos do que os do grupo AE. A elasticidade da demanda foi medida em um modelo concorrente no qual uma alternativa dispensava solução de ET e a outra uma solução isocalórica ao ET, e as exigências em VR foram aumentadas progressivamente, primeiro para a alternativa isocalórica, e depois para o ET. A introdução de reforçadores concorrentes alterou o consumo de ET dos animais criados em I sem alterar o comportamento dos animais criados em AE. A criação nos diferentes ambientes não alterou a elasticidade da demanda por ET, porém alterou a elasticidade da demanda pelo reforçador concorrente. Os animais do grupo I, apesar de consumirem significativamente mais da solução alternativa ao ET, apresentaram uma demanda mais elástica em relação a esse reforçador quando comparados aos do grupo AE. A dependência de drogas, e do álcool em especial, pode e deve ser entendida dentro das mesmas leis que regulam o comportamento em geral, e os modelos de escolha são essenciais para essa compreensão. / This research investigated the influence of different types of rearing environment on ethanol (ET) self-administration in adult rats. Usually behavioral research is conducted using isolated animals (I), one widely used animal is the rat, a social animal that under normal circumstances lives at large colonies. What kind of effects could this unnatural isolation have? It has been proposed that one major factor in drug abuse and dependence is the lack for alternative reinforcers to the drug. Animals raised in limited environments with few reinforcers (I) consume more morphine, amphetamine and barbital than animals raised in enriched environments (EE), which present different opportunities of behavior. These isolated rats have also been shown to consume more ET; however, there are some contradictory results within studies: some have even shown enhanced consumption in EE rats. The present study proposed to investigate whether differential presence of reinforcers during rearing or concurrently to the presentation of ET would influence its consumption, reiforcer value and demand elasticity. Male Wistar rats were raised either in EE or I. Using a self administration paradigm, consumption and reiforcer value were estimated in a FR2 and Progressive Ratio (PR), respectively. ET was introduced by fade in as sucrose was faded out from the solution, resulting in a 10% ET solution sweetened with saccharin 0,25% as the reinforcer solution. The PR procedure was first conducted using the ET solution and then with just the saccharin solution (vehicle). Anxiety was estimated using the elevated cross maze model, and motor activity was accessed in the activity box. I rats consumed and responded more for ET than EE rats in FR2 schedule. They also presented higher reiforcer value for ET in the PR paradigm, but not for saccharin, when compared to EE rats. There was no significant difference between groups in anxiety levels, but I rats were significantly more active. Using a concurrent model, with ET solution and an isochaloric solution as reiforcers, the demand elasticity was accessed by increasingly VRs, first for the isochaloric alternative, then for the ET solution. The introduction of an isochaloric concurrent reiforcer altered ET consumption of I rats, without affecting EE rats consumption. Groups did not differ in demand elasticity for ET, but it was shown that this demand is relatively inelastic while demand for the isochaloric solution is very elastic, especially for I rats, though. I rats consumed more isochaloric solutions than EE rats. Drug abuse and dependency must be understood using the same laws that regulate so called normal behavior, these phenomena do not belong to a special category, and choice models are essential for that understanding.
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Produção enzimática de biodiesel etílico em reator de leito fixo e regime de fluxo contínuo uitilizando células íntegras de Mucor Circinelloides imobilizadas em espuma de poliuretano / Enzymatic production of ethyl biodiesel in a packed-bed continuous flow reactor using Mucor circinelloides whole-cell immobilized in polyurethane foam as biocatalyst

Ana Leticia de Lima Rico 28 November 2014 (has links)
O biodiesel, que possui grande potencial para substituição do diesel tradicional na matriz energética, é amplamente estudado pela rota enzimática, cujo biocatalisador pode ser usado de duas formas principais: extra e intracelular. A forma intracelular é considerada mais vantajosa por evitar processos complexos de isolamento, purificação e imobilização, diminuindo o custo efetivo das enzimas. O custo enzimático também pode ser reduzido pela imobilização em suporte adequado. Com base neste contexto, este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar espumas de poliuretano utilizando diferentes formulações e verificar a influência das variáveis temperatura, pH, tempo de cultivo e quantidade mássica de suporte no crescimento de biomassa microbiana in situ de Mucor circinelloides URM 4182 nas espumas de poliuretano sintetizadas, visando a aplicação em processo não contínuo e contínuo de produção de biodiesel etílico a partir do óleo de babaçu. Definidas as melhores condições de cultivo, o trabalho teve como foco a otimização dos parâmetros de produção em sistema contínuo e reator de leito fixo: tempo espacial e razão molar óleo:álcool. Na primeira etapa de trabalho, a biomassa imobilizada em pH 5,5 a 35 ºC em 96 h e com 100 cubos de suporte EPU3 foi a que apresentou resultados de conversão mais elevados no sistema não contínuo (98%). Esta condição foi utilizada para definir os parâmetros da produção de biodiesel em reator de leito fixo e regime de fluxo contínuo. Inicialmente utilizou-se um reator com 44 mm de diâmetro e 56 mm de altura. Com este reator o melhor resultado em termos de rendimento foi da ordem de 64 ± 1,66 % obtido com um tempo espacial de 86 h e razão molar óleo:álcool de 1:6 com 120 cubos de biomassa imobilizada. Outras geometrias de suporte foram analisadas, mas o formato cúbico foi o mais estável, mantendo o rendimento durante o período analisado, apresentando uma perda de biomassa de 2% e produtividade de 5,68 ± 0,15 mg éster g-1 meio h-1. Visando aumentar o rendimento e a produtividade do sistema contínuo, utilizou-se uma segunda configuração de reator com 30 mm de diâmetro e 420 mm de altura. Utilizando os parâmetros já definidos e a nova configuração de reator, obteve-se um rendimento médio de 86 ± 3,53 % a partir do primeiro tempo espacial. A reação foi conduzida por um período máximo de 30 dias. O resultado apresentado em termos de produtividade foi de 7,57 ± 0,31 mg éster g-1 meio h-1 e a perda da biomassa de 44,55 ± 2,40 %. Os resultados de rendimento e produtividade apresentados pelo reator de razão diâmetro:altura de 1:14 foram superiores aos do primeiro reator utilizado que possuía essa razão de 1:1,3. Todavia, grande perda de biomassa foi observada. De forma geral, os resultados encontrados foram promissores para a utilização das células íntegras de Mucor circinelloides imobilizadas em espuma de poliuretano EPU3 para produção de biodiesel em reator de leito fixo operando em fluxo contínuo. Alguns ajustes ainda são necessários, como reduzir a vazão de alimentação inicial para estabilização do leito, visando uma menor perda de biomassa para obtenção de resultados ainda mais relevantes. / Biodiesel has a great potential to replace traditional diesel in the energy matrix and has been widely studied by enzymatic route, whose biocatalyst can be used in two main forms: extra and intracellular. The intracellular is considered more advantageous to avoid complex processes of isolation, purification and immobilization, reducing the effective cost of the enzymes which can also be reduced by immobilization of such biocatalysts on suitable matrix. This study aimed the synthesis and characterization of polyurethanes foams with different recipes and to verify the influence of the variables temperature, pH, cultivation time and mass amount of support in the growth in situ of Mucor circinelloides URM 4182 microbial biomass in the synthetized polyurethane foams, for application in noncontinuous and continuous production process of ethyl biodiesel from babassu oil. After the best growing conditions were defined, the focuses of this work changed to the optimization of the parameters of continuous production system in a fixed bed reactor: space time and molar ratio oil: alcohol. In the first stage of the work, the biomass immobilization in 100 cubes of support EPU3 at pH 5.5 and 35 °C in a period of 96h showed the highest conversion results in non-continuous system (98%). This condition was used to define the parameters of biodiesel production in a continuous flow fixed bed reactor. Initially, a 45 mm diameter and 55 mm height reactor was used. The best yield result with this reactor was approximately 64 ± 1.66% with a space-time of 86 h and the molar ratio oil: alcohol of 1:6 with 120 cubes of immobilized biomass. Different geometries of support were also analyzed, but the cuboid was the most stable, maintaining stable during the period analyzed, with a loss of 2% of biomass and productivity of 5.68 ± 0.15 mg ester. g-1 medium. h-1. In order to increase the yield and productivity in the continuous system, we used a second configuration of reactor: 30 mm in diameter and 420 mm height. It was obtained an average yield of 86 ± 3.53% from the first residence time using the parameters defined and the new configuration of the reactor. The reaction was carried for a period of 30 days. The productivity of was 7.57 ± 0.31 mg ester g-1 medium. h-1 and the biomass loss 44.55 ± 2.40%. The yield and productivity results presented with the second reactor, which diameter:height ratio was 1:14 was higher than that used in the first reactor which the diameter:height ratio was 1:1.3. However, great loss of biomass was observed. Overall, the results were promising for the use of whole cells of Mucor circinelloides immobilized in polyurethane foam EPU3 for biodiesel production in fixed bed reactor operating in continuous flow. Some adjustments are still needed, as the reduction the initial flow feed to stabilize the bed, in order to decrease biomass loss.
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Identificação da Adulteração de Álcool Combustível Por Adição de Água Usando Led Infravermelho

Ponte, Valmara Silveira 23 October 2015 (has links)
Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-02-06T14:45:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Valmara Silveira Ponte_2015.pdf: 3963713 bytes, checksum: fd5e80b90207f217b0488ad1edd67d46 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-06T15:04:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Valmara Silveira Ponte_2015.pdf: 3963713 bytes, checksum: fd5e80b90207f217b0488ad1edd67d46 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T15:04:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Valmara Silveira Ponte_2015.pdf: 3963713 bytes, checksum: fd5e80b90207f217b0488ad1edd67d46 (MD5) / Sendo a lei de Beer-Lambert uma relação empírica entre a absorção de luz e as propriedades do material atravessado por ela, utilizou-se a característica de absorção do infravermelho na água para identificar e quantificar a adulteração do álcool etílico hidratado combustível com esta substância. No equipamento construído fez-se passar luz de LED com 1300nm (NIR) por amostras de alcoóis combustíveis que poderiam conter adulterações com água, do lado oposto ao LED colocou-se um detector de luz sintonizado nesta faixa de emissão ligado a um multímetro, assim, foi possível relacionar a intensidade de luz que chega ao detector com a porcentagem de água na amostra. Para comprovar que existe esta relação e mostrar como essas duas grandezas se relacionam, foi feita uma calibração usando Álcool Etílico PA (Puro Analítico) adulterando-o de forma controlada e fazendo medidas discretas. Dessa forma verificou-se que a relação Tensão versus Porcentagem de Adulteração apresenta um comportamento de decaimento exponencial. O mesmo comportamento pôde ser observado com amostras de Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC) de dez diferentes postos, adulterados de forma contínua por meio de um deslocador linear, possibilitando uma tomada de dados simultânea à injeção de água. Com massa e volume medidos, calculou-se a densidade dessas amostras para que, com uma tabela alcoolométrica, fosse possível chegar aos valores de percentagem volumétrica de água contida em cada uma delas e assim, definir um modelo matemático para identificar essa percentagem utilizando o equipamento desenvolvido. Os resultados obtidos foram satisfatórios em sete de nove amostras finais, para quatro sígmas dos erros da medida pelo método do infravermelho (Einf = 1,6%) e pelo método da densidade (Edens = 0,5%). Foi possível então, considerar o método de transmissão de infravermelho como uma nova alternativa para identificar e quantificar este tipo de adulteração
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Determinação espectrofotométrica indireta de sulfato em álcool etílico combustível empregando dibromosulfonazo III

Almeida, Jorge Santos de 12 1900 (has links)
Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-18T17:14:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Santos de Almeida.pdf: 1206074 bytes, checksum: 3710e92341caf2c181f0e26e2b6c7a20 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-19T12:36:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Santos de Almeida.pdf: 1206074 bytes, checksum: 3710e92341caf2c181f0e26e2b6c7a20 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T12:36:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jorge Santos de Almeida.pdf: 1206074 bytes, checksum: 3710e92341caf2c181f0e26e2b6c7a20 (MD5) / CNPq / Dentre os combustíveis alternativos aos derivados de petróleo, o álcool etílico combustível (AEC) tem se destacado no Brasil e, atualmente, vem sendo utilizado em misturas com a gasolina automotiva ou em automóveis bicombustíveis. No presente trabalho, propõe-se um método espectrofotométrico para determinação indireta de sulfato em amostras de Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC) explorando a capacidade de complexação entre o reagente Dibromosulfonazo (III) – DBSA III e o íon bário em pH 2,5. O princípio químico da determinação baseia-se na redução dos sinais de absorvância em 649 nm do complexo DBSA(III)-Ba2+, desfeito na presença de SO4 2-. O procedimento proposto apresentou boa repetibilidade numa faixa dinâmica linear de 0,45 à 6,5 mg L-1 de SO4 2-, LD (3s/S) de 0,14 mg L-1 e RSD < 5,0%. Ensaios de adição e recuperação foram realizados e os resultados variaram entre 91 e 112%. O procedimento foi aplicado na determinação de SO4 2- em amostras de AEHC sem a necessidade de tratamento prévio na matriz e os resultados foram comparados com um método de referência empregando cromatografia de íons. Com a aplicação de teste t pareado, verificou-se que os valores encontrados não apresentaram diferença significativa para um nível de 95% de confiança. / The ethanol is an alternative fuel to gasoline and has employed in Brazil as fuel in a hydrated form or an additive in gasoline. The present work proposes an indirect spectrophotometric method for the determination of sulfate in hydrated ethanol fuel samples exploring the ability of complexation between the reagent Dibromosulfonazo (III) - DBSA III and barium ion at pH 2.5. The chemical principle of the determination was based on the reduction of absorbance signal at 649 nm of DBSA (III)-Ba2+ complex, consumed in the presence of SO4 2-. The proposed procedure showed good repeatability with a linear dynamic range of 0.42 to 6.43 mg L-1 of SO4 2-, LOD (3s/S) of 0.14 mg L-1 and RSD < 5.0%. The recovery tests were performed and the results were between 91% and 112%. The procedure was applied to the determination of SO4 2- in ethanol fuel samples without a pretreatment step and the results were compared with a reference method using ion chromatography. The results obtained by proposed method were compared with reference method employing paired t-test, and it was found that the values obtained showed no significant difference for a confidence level of 95%.
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Produção de biodiesel etílico utilizando óxidos mistos derivados de hidróxidos duplos lamelares como catalisadores / Ethyl biodiesel production using mixed oxides derived from layered double hydroxides as catalysts

Coelho, Adônis [UNESP] 24 February 2016 (has links)
Submitted by ADONIS COELHO null (adonis.don@hotmail.com) on 2016-04-05T19:14:23Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FINAL - Adônis Coelho.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-07T12:23:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coelho_a_me_sjrp.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T12:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coelho_a_me_sjrp.pdf: 3593393 bytes, checksum: d9939c50e525b3eae4cc80b3170b6281 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A produção e o consumo de biodiesel no Brasil e no mundo vem aumentando a cada ano em decorrência da busca por combustíveis menos poluentes e processos de produção mais baratos. Este biocombustível é produzido pela esterificação ou transesterificação de óleos ou gorduras com álcoois de cadeia curta. A catálise homogênea alcalina é a mais empregada na transesterificação gerando grandes quantidades de resíduos ao final do processo, já os catalisadores heterogêneos, menos usados em razão do custo e eficiência, são facilmente separados do produto final e ainda melhoram a qualidade do glicerol residual. O uso do etanol na produção do biodiesel fortalece a agroindústria brasileira, porém possui como principal desvantagem a sua higroscopicidade, o que pode favorecer a reação de saponificação afetando a qualidade do biodiesel e dificultando seu processo de produção. Neste trabalho, hidróxidos duplos lamelares tipo hidrotalcitas e piroauritas com substituição parcial de Mg e Al por Ba, Cu, Zn e Fe foram estudados como precursores de óxidos metálicos com atividade catalítica transesterificante na produção de biodiesel etílico de óleo de soja e caracterizados por TGA, DSC, FTIR-ATR, BET, XRD e SEM. Cromatografia em fase gasosa (GC-FID) foi empregada na quantificação dos produtos. Foram testadas 40 variações dos catalisadores, sendo 20 em cada temperatura de calcinação (450 e 600ºC). Dentre os materiais estudados, aqueles contendo Ba houve formação de fase secundária e os materiais com zinco e cobre obtiveram alta cristalinidade, maior perda de massa quando calcinados e altas áreas superficiais. Nos testes catalíticos em recipientes fechados com pressão autogerada a 120ºC por 12 horas utilizando razão 1:20 (massa óleo/massa etanol) e com 20% (massa catalisador/massa óleo). Os materiais de referência (hidrotalcita e piroaurita sem modificações calcinadas a 450ºC) proporcionaram conversões em biodiesel de 42 e 26%, respectivamente. Em geral, os materiais tipo piroaurita obtiveram rendimentos menores que os materiais tipo hidrotalcita, com destaque para o material com substituição de 10% de magnésio por zinco e 10% de alumínio por ferro calcinado a 450ºC que atingiu 61% de conversão em biodiesel nas condições testadas, e o pior resultado foi conseguido com o material tipo piroaurita preparado com 10% de cobre em substituição ao magnésio calcinado a 450ºC, que atingiu 15% de conversão. / Both the production and consumption of biodiesel have constantly increased worldwide and in Brazil due to a search for fuels which pollute less and production processes which cost less as well. Such biofuel is produced by means of esterification and transesterification of oils or fat with short-chain alcohols. Alkaline homogeneous catalysis is still widely used in transesterification, even though it generates a massive amount of residues at the end of the process; however, heterogeneous catalysts are not employed so frequently because they are more costly and less efficient. Nevertheless, they can be easily separated from the final product and improve the quality of residual glycerol. Although the use of ethanol in the production of biodiesel strengthens the Brazilian agro-industry, it poses a disadvantage: its hygroscopicity, which can generate a saponification reaction and, thus, affect the quality of the biodiesel and make its production process more difficult. In this study, we analyzed lamellar double hydroxides from hydrotalcite and pyroaurite types, with a partial substitution of Mg and Al for Ba, Cu, Zn, and Fe. We studied as metal oxide precursors with a transesterification catalytic activity on production of ethyl biodiesel from soybean oil and characterized them through TGA, DSC, FTIR-ATR, BET, XRD, and SEM. Gas chromatography (GC-FID) was used for products quantification. We conducted tests with 40 variations of catalysts, 20 for each calcination temperature (450 and 600ºC). Among the studied materials, those with Ba presented a secondary phase formation and materials with zinc and copper showed high crystallinity, high mass loss when calcined and high surface areas. In closed containers with auto-generated pressure at 120ºC for 12h using the ratio 1:20 (oil mass/ ethanol mass) and 20% (catalyst mass/ oil mass), the reference materials (hydrotalcite and pyroaurite, without modifications, calcined at 450ºC) yielded biodiesel conversions between 42 and 26%, respectively. Among all materials, pyroaurite obtained smaller yields compared to those from hydrotalcite materials, especially the material with a 10% substitution of magnesium for zinc and 10% of aluminum for iron calcined at 450ºC, which reached 61% conversion into biodiesel on tested conditions. Pyroaurite material prepared with 10% copper substituting calcined magnesium at 450ºC and reaching 15% conversion showed the worst result. / CNPq: 380625/2014-8

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