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.

The catalytic activity of metal complex exhibiting Lewis acid character (dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, butylstannoic acid and di-n-butyl-oxostannane) was investigated. These catalytic complexes have been tested in the alcoholysis of soybean and castor oils, aiming to obtain a mixture of fatty acid alkyl esters, called biodiesel. In the transesterification experiments of vegetable oils, the reactions were performed using three types of reactors. The first one consisted in a glass reactor connected to a reflux condenser (RVCR). The second device consisted of a stainless steel reactor (RP), hermetically sealed, fitted with a pressure gauge and a temperature controller. The third one was adapted to be used on a microwave system. On the last two reactor systems, the alcoholysis of triglycerides was also developed at vigorous conditions, at temperatures ranging from 80 °C and 150 °C. Comparing all reactions, the results show that the most reactive catalysts using the RVCR on the methanolysis of soybean oil are DBTDA and DBTDL with comparable performances. However, in the same reaction conditions, very low yields were observed using castor oil, and no generalizations could be pointed out. When RP were employed, better yields were obtained. When the temperature raise from 80 to 150 ºC, all catalytic systems display similar performances, indicating that temperature and solubility have significant influences on these type of catalytic systems. Very low reaction yield were observed when the microwave reactor was employed. This observation must be due to the very low rate of stirring performed on this type of reactor. In a second part of this work, it was evaluated the performance of catalysts based on tin oxide (SnO2), sulfated or not, in transesterification or esterification reactions of soybean oil and its fatty acids derivatives, respectively, in the presence of methanol. The low activity verified on these systems must be related to their structural characteristics. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foi investigada a atividade catalítica de quatro complexos metálicos exibindo caráter ácido de Lewis: dibutildiacetato de estanho, dibutildilaurato de estanho, óxido de dibutil estanho e ácido butilestanóico. Esses complexos catalíticos foram testados na alcoólise do óleo de soja e de mamona, visando a obtenção de uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos, denominada biodiesel. Nos experimentos de transesterificação dos óleos vegetais, as reações foram realizadas em três tipos de reatores. O primeiro equipamento foi composto de um reator de vidro acoplado a um condensador de refluxo (RVCR). O segundo equipamento foi composto de um reator de aço inox (RP), hermeticamente fechado, equipado com um manômetro e um controlador de temperatura. O terceiro reator empregado era adaptado para ser utilizado em um sistema de microondas. Nos dois últimos sistemas de reatores, a alcoólise dos triglicerídeos foi desenvolvida em condições mais enérgicas de reação, em temperaturas que variaram entre 80 °C e 150 °C. Comparando-se todas as reações, os resultados obtidos indicam que o emprego do RVCR na metanólise do óleo de soja, os catalisadores mais ativos são o DBTDA e o DBTDL com desempenhos comparáveis. Por outro lado, empregando-se o óleo de mamona, nessa condição reacional, os rendimentos foram muito baixos, não permitindo obter generalizações. Quando do uso do RP, rendimentos superiores aos observados com o RVCR são obtidos e à medida que a temperatura aumenta de 80 a 150 ºC as reatividades dos sistemas catalíticos tornam se bastante semelhantes, indicando que fatores como temperatura e solubilidade têm influência significativa nesse tipo de sistemas catalíticos. Com o emprego do reator microondas, os rendimentos reacionais foram inferiores, provavelmente devido à baixa velocidade de agitação que tal reator pode realizar. Numa segunda parte do trabalho, foi realizado um estudo do desempenho de catalisadores a base de óxido de estanho (SnO2), sulfatado ou não, em reações de transesterificação ou esterificação de óleo de soja e seus ácidos graxos, respectivamente, na presença de metanol. A baixa atividade dos catalisadores foi relacionada às características texturais dos mesmos.

Former works of our group have demonstrated the potential of catalytic systems based on titanium and zirconium in esterification of fatty acidy derived from soybean oil, in the presence of methanol. From these results, it arise the interest of evaluate the behavior of these systems in the presence of ethanol in the transesterification of soybean oil and in the esterification of fatty acid derived from this oil. In this context, this study aimed to investigate the catalytic activity of catalysts, exhibiting general formula M(n-butoxide)x (maltolate)4-x where M is titanium or zirconium, on the ethylic esterification and transesterification of soybean oil and soybean fatty acids, for obtaining biodiesel. Six catalysts were synthesized, two based on titanium and ford based on zirconium, in which the amount of the ligand maltolate (3-hydroxi-2-methyl-4-pironate), and n-butoxide. The formation of the complexes was confirmed by infrared spectroscopy. The catalytic activity of these catalysts was evaluated in the ethylic esterification via acid-base titulation, and ethylic transesterification via gas chromatography. The complexes M(n-butoxide)x (maltolate)4-x proved to be active in esterification, with conversions up to 81%, and in the transesterification yields up to 19%. When ethanol is used, the reactivity is lower than that observed when methanol is employed. In addition, complexes of Zr showed catalytic activity higher than the complex Ti. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Trabalhos anteriores do nosso grupo de pesquisa mostraram o potencial de sistemas catalíticos à base de titânio e zircônio em reações de esterificação de ácidos graxos do óleo de soja, na presença de metanol. A partir desses resultados, surgiu o interesse de avaliar o comportamento desses sistemas utilizando o etanol na transesterificação do óleo de soja e esterificação de ácidos graxos derivados desse óleo. Então o presente trabalho visou à utilização de catalisadores de fórmula geral M (n-butóxido)x(maltol)4-x, onde M é o titânio ou zircônio, na reação de esterificação e transesterificação etílica do óleo de soja e ácidos graxos de soja, para obtenção do biodiesel. Foram investigados seis catalisadores, dois de titânio e quatro de zircônio, nos quais foi variada a quantidade de ligante maltolato (3-hidroxi-2-metil-4-pironato) e n-butóxido. A formação dos complexos foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho médio. A atividade catalítica desses catalisadores foi avaliada na reação de esterificação etílica através da titulação ácido-base e na reação de transesterificação etílica através da cromatografia gasosa. Os complexos do tipo M(n-butóxido)x(maltol)4-x se mostraram ativos em reações de esterificação com conversões de até 81% e na reação transesterificação com rendimento de 19%. Quando se emprega o etanol, a reatividade é inferior àquela observada quando se emprega o metanol. Além disso, os complexos de zircônio apresentaram atividade catalítica superior aos complexos de titânio.

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-15T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:48:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:54:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T15:54:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) Previous issue date: 2012-11-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Jatropha curcas L. is a vegetable species that supplies great amount of oil, but due to its toxicity cannot be used to feed human beings. It is a promising alternative for Biodiesel production. This Thesis had the purpose of perform analytic, thermal and energy studies for the oil extracted from oleaginous species Jatropha curcas L., cultivated in the State of Amazonas. The study was also done for byproducts such as fruit peels, seed peels and the cake originated by biofuel productive chain. To reach the proposed objective, the experimental activities were started with the sampling of the whole fruits in a plantation located in Itacoatiara city-Amazonas. Six independent samplings were done in different months and all the samples were submitted to physical characterization to evaluate size and weight for all parts of the fruit. The process to obtain the oil was done by two methods: mechanical extraction and chemical extraction (Soxhlet system). The chemical extraction was performed for all available samples and the best efficiency was the 50.21%, although all the extractions have presented good results (43-48%). The mechanical process was just performed for the 2010 crop presenting a satisfactory efficiency (33.14%). Then, the oil extracted by the two processes was characterized by several physical-chemical parameters. The oxidative stability by Rancimat was measured for the oils and the result was around 12 hours, this value is considered satisfactory when compared with other species. The fatty acid profile was analyzed by gas chromatography, which indicated the presence of higher concentrations of oleic and linoleic acids. The palmitic, stearic, arachidic and palmitoleic acids were also detected, however in smaller concentrations. The evaluation for thermal and energy potential was done for the oil and byproducts using TG/DTA, immediate analysis and superior heat power techniques. The results of thermal analysis for the oils obtained by chemical and mechanical extraction indicated thermal stability temperature about 180 and 217°C, respectively. Energy evaluation for byproducts was done by immediate analysis and high values for volatile materials were found (65-78%). These values characterize a fuel that can be easy and quickly burned during the combustion process. The results of PCS for the obtained oils presented high values (34-39 MJ/kg), which are close to the ones measured for diesel. For the byproducts, the results were between 17 and 21 MJ/kg, close and even superiors to the literature values for other agricultural residues showing, therefore, great applicability for use in energy generation processes. Finally, reactions with the Jatropha curcas L. oil were made to obtain biofuels through the methylic and ethylic transesterification and thermal cracking. The results for transesterification process were excellent, with efficiency above 90%, however, the physical-chemical evaluation showed that the methylic Biodiesel was the only one in conformity with the Resolution 14/2011 from ANP. A satisfactory efficiency of 75% was obtained for bio-oil. / O pinhão manso é uma espécie vegetal que fornece grande quantidade de óleo e por sua toxidade não pode ser usado na alimentação humana, podendo se transformar em uma alternativa promissora na produção de Biodiesel. Esta Tese teve a finalidade de realizar um estudo analítico, térmico e energético do óleo extraído da espécie oleaginosa pinhão manso (Jatropha curcas L.), cultivada no Estado do Amazonas, assim como dos co-produtos, tais como, cascas do fruto, cascas da semente e torta, presentes na cadeia produtiva de biocombustíveis. Para atingir o objetivo proposto, as atividades experimentais foram iniciadas com a coleta dos frutos na plantação localizada em Itacoatiara-AM. Foram feitas seis coletas em diferentes meses e todas as amostras foram submetidas à caracterização física avaliando o tamanho e a massa para todas as partes do fruto. Em seguida realizou-se o processo de obtenção do óleo, utilizando dois métodos, a extração mecânica e a extração com solvente (Método Soxhlet). A extração com solvente foi realizada para todas as amostras coletadas e o melhor rendimento obtido foi de 50,21%, apesar de ter obtido bons resultados em todas as extrações (43-48%). O processo mecânico foi realizado apenas com o lote da safra de 2010 apresentando um rendimento satisfatório (33,14%). Posteriormente, o óleo extraído foi caracterizado por diversos parâmetros físico-químicos. A estabilidade oxidativa por Rancimat foi realizada para o óleo do pinhão manso ficando em torno de 12 horas, um valor considerado satisfatório quando comparado com outras espécies. O perfil de ácidos graxos foi analisado por cromatografia gasosa, o qual indicou a presença de altas concentrações dos ácidos oléico e linoléico. Os ácidos palmítico, esteárico, araquídico e palmitoléico também foram detectados, porém em concentrações menores. A avaliação do potencial térmico e energético foi realizada para o óleo e os co-produtos utilizando as técnicas de TG/DTA, análise imediata e PCS. Os resultados da análise térmica dos óleos, obtidos via extração química e mecânica, indicaram uma temperatura de estabilidade térmica em torno de 180C e 217C, respectivamente. Na avaliação energética dos co-produtos realizada pela análise imediata houve destaque para o teor de materiais voláteis, que apresentou valores elevados (65-78%), o que caracteriza um combustível mais fácil e rapidamente queimado durante o processo de combustão. Os resultados do PCS para os óleos obtidos apresentaram valores elevados (34-39 MJ/kg) e próximos ao diesel. Para os co-produtos, os resultados ficaram entre 17 e 21 MJ/kg, próximos e até superiores aos valores reportados na literatura para outros resíduos agrícolas mostrando, portanto grande aplicabilidade para utilização em processos de geração de energia. Por fim foram realizadas reações com o óleo de pinhão manso para obter biocombustíveis através da transesterificação metílica e etílica e do craqueamento térmico. Os resultados da transesterificação mostraram-se excelentes, com rendimentos acima de 90%, entretanto a avaliação físico-química mostrou que apenas o Biodiesel metílico ficou em conformidade com a Resolução 14/2011 da ANP. O Bio-óleo obteve um rendimento satisfatório (75%).

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Carolina de Araujo Abdala.pdf: 1086977 bytes, checksum: 3669a77a33625e3d6a3660105a7eb19d (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The current work aimed to investigate the production of ethyl esters which result from the esterification reactions of oleic acids (AO) and transesterifiction of residual fried oils (ORF), both in supercritical ethanol throught non-catalic method. The experiments were carried out in a packed bead reactor operated in continuous mode. The esterification reactions were carried out under a temperature from 200 to 325ºC, pressure of 15 and 20 MPa and molar reason AO: ethanol in the range of 1:3 to 1:12. From the results on, was possible to note, that the temperature and the pressure influenced positively the conversion on the esterification reaction of oleic acid, with an income of 93, 5%, observed under 325°C and 20Mpa, in a reaction that last 40 minutes. The excess of alcohol in the reactional system didn´t provide significant differences in the conversions, with the optimum molar reason, defined in 1:6 (AO: ethanol). The transesterification reactions, were carried out with pauses of temperatures from 275 to 325ºC, pressure fixed of 20MPa, adopting the mass reason of ORF to ethanol of 1:0.5 and 1:1, varying the residence time, leading the determination of great conditions to the ethyl esters synthesis. Notable results in the alcoholysis reactions were observed at 325ºC, mass ratio of ORF to ethanol at 1:1 and residence time of 40 minutes. Using the molar ratio ORF: ethanol selected as the best suitable, was also evaluated the effect of the water addition to the reactional medium (0, 5 and10% of water relative to the ethanol mass), in order to investigate the technical viability of the use of low quality and costs of the raw materials containing water in the composition. The effect of addition of deco- hexane solvent (0, 5, 10 and 20% of hexane compared to the substrates mass), as well the effect of addition of soy bio-fuel (0, 20 and 40% of soy bio-fuel compared to substrates mass), were also investigated, in order to improve the performance of the reaction. Notable incomes were observed in the reaction with 5% of water addition and 20% of hexane. The best results related to the soy bio-fuel addition to the reactional medium were observed in the reactions carried out with 40% of soy bio-fuel, however, taking into consideration the amount of esters added to the process, the condition considered great was with 20% soy bio-fuel.. From the best conditions of the process, the kinetic daalcoholise super-critical was investigated with the reactions conducted with the residence time from 0 to 70 minutes and the notable results were: 83% in ethyl esters, obtained in 300ºC, 70 minuts of reaction, using 5% of water, 87% in ethyl esters observed in 300ºC, 70minutes of reaction, using 20% of hexane and 82% in ethyl esters obtained in 325ºC, 50 minutes of reaction, using 20% of soy bio-fuel. Lastly, the stability of the daalcoholise reactional medium was investigated. Temperatures of reaction till to 300ºC resulted in decomposition <10% with residence time of 20 minutes. However, the reactions with longer residence time, showed a higher ratio of decomposition of the constituents of the reactional medium. / O presente trabalho teve como objetivo investigar a produção de ésteres etílicos nas reações de esterificação do ácido oleico (AO) e transesterificação de óleo residual de fritura (ORF), ambas em etanol supercrítico pelo método não catalítico. Os experimentos foram realizados em um reator tubular com leito empacotado operado em modo contínuo. As reações de esterificação foram conduzidas com temperatura na faixa de 200 a 325ºC, pressão de 15 e 20 MPa e razão molar AO:etanol na faixa de 1:3 a 1:12. A partir dos resultados, foi possível observar que a temperatura e a pressão influenciaram positivamente a conversão nas reações de esterificação do ácido oleico, com rendimentos de 93,5%, observados a 325ºC e 20 MPa, em 40 minutos de reação. Já o excesso de álcool no sistema reacional não proporcionou diferenças significativas nas conversões, com a razão molar ótima, definida em 1:6 (AO:etanol). As reações de transesterificação foram conduzidas no intervalo de temperatura de 275 a 325ºC, pressão fixa de 20 MPa, adotando razão mássica de ORF para etanol de 1:0,5 e 1:1, variando-se o tempo de residência, possibilitando a determinação das condições ótimas para a síntese de ésteres etílicos. Resultados apreciáveis nas reações de álcoolise foram verificados em 325ºC, razão mássica de ORF para etanol de 1:1 e tempo de residência de 40 minutos. Utilizando a razão mássica ORF:etanol selecionada como a mais adequada, ainda foi avaliado o efeito da adição de água ao meio reacional (0, 5 e 10% de água em relação à massa do etanol), visando investigar a viabilidade técnica da utilização de matérias-primas de menor qualidade e menor custo que contenham água em sua composição. O efeito da adição de co-solvente hexano (0, 5, 10 e 20% de hexano em relação à massa dos substratos) bem como o efeito da adição de biodiesel de soja (0, 20 e 40% de biodiesel de soja em relação à massa dos substratos) também foram investigados, buscando melhorar o desempenho da reação. Rendimentos apreciáveis foram observados nas reações com 5% de adição água e 20% de hexano. Os melhores resultados referentes à adição de biodiesel de soja ao meio reacional foram observados nas reações conduzidas com 40% de biodiesel de soja, porém, levando-se em conta a quantidade de ésteres adicionada ao processo, a condição considerada ótima foi de 20% de adição de biodiesel de soja. A partir das melhores condições de processo, a cinética da álcoolise supercrítica foi investigada com reações conduzidas com tempo de residência na faixa de 0 a 70 minutos e os resultados apreciáveis foram de: 83% em ésteres etílicos, obtidos em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 5% de água, 87% em ésteres etílicos observados em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 20% de hexano e 82% em ésteres etílicos alcançados em 325°C, 50 minutos de reação, utilizando 20% de biodiesel de soja. Por fim, a estabilidade dos componentes do meio reacional da alcoólise foi investigada. Temperaturas de reação de até 300ºC resultam em decomposições <10% com tempo de residência de 20 minutos. Porém, as reações com tempos de residência mais longos, apresentaram taxas de decomposição dos constituintes do meio reacional mais elevadas.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talita A da Silva Colonelli.pdf: 1852584 bytes, checksum: e632eeca81f27bb4d1bb3fa01e1f6587 (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper proposes biodiesel production by non-catalytic process using ethanol in pressurized conditions in continuous mode of Macaúba oil (Acrocomia aculeata), evaluating the effect of process variables (temperature, pressure, mass ratio oil: alcohol and addition of cosolvent) on the conversion of the reaction in terms of fatty acid esters to determine the best experimental conditions. As well as envisioned, a study of changes in driving the reaction in pressurized conditions, seeking to decrease the reaction conditions of temperature and pressure. The results show this study that regarding obtaining better rates of mass transfer, the use of fillings of glass spheres presented performed better. Through planning Plackett Burman 12, it was found that the variables that showed greater significance in the process were the weight ratio (alcohol: oil) and the addition of cosolvent, besides that, it was observed that the results for the decomposition were satisfactory (<5.0%). With this we was performed a kinetic study, based on these two variables, where it was found that the use of a larger amount of alcohol in the process did not prove to be beneficial, already the addition of cosolvent played a positive role enabling reduction in the time and reaction temperature, since the condition of 275 º C was achieved a yield of 89.62%. / O presente trabalho propõe a produção de biodiesel pelo processo não catalítico utilizando etanol em condições pressurizadas em modo contínuo do óleo de Macaúba (Acrocomia aculeata), avaliando o efeito das variáveis de processo (temperatura, pressão, razão mássica óleo:álcool e adição de cossolvente) sobre a conversão da reação em termos de ésteres de ácidos graxos visando determinar as melhores condições experimentais. Vislumbrou-se também um estudo de modificações na condução da reação em condições pressurizadas, buscando diminuir as condições reacionais de temperatura e pressão. Os resultados obtidos demonstram que, no estudo referente a obtenção de melhores taxas de transferência de massa, a utilização de recheios de esferas de vidro apresentaram melhor desempenho. Através do planejamento Plackett Burman 12, verificou-se que as variáveis que apresentaram maior significância no processo foram a razão mássica (álcool:óleo) e a adição de cossolvente, além de que, observou-se que os resultados referentes a taxa de decomposição apresentaram-se satisfatórios (<5,0%). Com isso realizou-se um estudo cinético baseado nestas duas variáveis, onde verificou-se que a utilização de uma maior quantidade de álcool no processo não apresentou-se benéfico, já a adição de cossolvente desempenhou um papel positivo ao possibilitar a diminuição do tempo e temperatura de reação, uma vez que na condição de 275ºC houve um rendimento de 89,62%.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Layani Crystini Antonio da Silva.pdf: 3602080 bytes, checksum: 549974109a316672aa67e6aa29fdb910 (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / The demand for renewable energy sources that are environmentally friendly is increasing every year, especially for biodiesel, a biofuel for use in internal combustion engines biodegradable and nontoxic. In turn, biodiesel is commercially produced by transesterification process using homogeneous catalysts such as NaOH or KOH, which possess good yields despite purification steps of biodiesel quite costly, and the raw material used has a high cost. The replacement of homogeneous catalysts by heterogeneous transesterification reactions is very promising because this method has some advantages such as easy separation of the biodiesel formed in the reaction and the catalyst and the possibility of reuse of the catalyst. This study aimed to produce biodiesel using modified clays as heterogeneous catalyst. Clays are abundant natural raw materials and therefore have a low cost, and enable manipulation of their properties. Thus, natural clays have been chemically modified by treatment with KF. After treatment the catalysts were characterized structurally by the techniques of XRF, XRD, IR, SEM and BET then applied to transesterification reactions. Tests using Hammett indicators were applied on fresh catalysts and clay, where the results confirmed a greater number of basic sites for the catalysts compared to untreated clay with KF. To achieve the goal of producing biodiesel was performed 23 factorial design for three catalysts. Thus the best yield obtained was 89% using the catalyst KF-Clay 1 in molar ratio 1:9 reaction conditions, amount of catalyst of 25% over the mass of the oil temperature of 80 ° C and 1 hour of reaction. Test was conducted with catalyst reuse Clay KF-1 that showed a gradual loss of catalytic activity and leaching tests showed that among the three catalysts used at work, Clay KF-1 shows greater stability. / A procura por fontes renováveis de energia que sejam ambientalmente corretas vem aumentando a cada ano, em especial para o biodiesel, um biocombustível para uso em motores a combustão interna biodegradável e não tóxico. Por sua vez, o biodiesel é produzido comercialmente pelo processo de transesterificação utilizando catalisadores homogêneos tais como NaOH ou KOH, que apesar de bons rendimentos possuem etapas de purificação do biodiesel bastante onerosas e, a matéria prima utilizada possui um alto custo. A substituição de catalisadores homogêneos por heterogêneos em reações de transesterificação é bastante promissora, pois este método possui algumas vantagens como fácil separação entre o biodiesel formado na reação e o catalisador e possibilidade de reuso do catalisador. Este trabalho teve como objetivo produzir biodiesel empregando argilas modificadas como catalisador heterogêneo. As argilas são matérias-primas naturais abundantes e, portanto, possuem baixo custo, além de possibilitar manipulação de suas propriedades. Desta forma, argilas naturais foram modificadas quimicamente por tratamento com KF. Após o tratamento os catalisadores obtidos foram caracterizados estruturalmente pelas técnicas de FRX, DRX, IV, MEV e BET, depois aplicados em reações de transesterificação. Testes utilizando indicadores de Hammett foram aplicados sobre as argilas in natura e catalisadores, onde os resultados comprovaram um maior número de sítios básicos para os catalisadores, quando comparados com argila sem tratamento com KF. Para alcançar o objetivo de produção de biodiesel foi realizado planejamento fatorial 23 para três catalisadores. Assim o melhor rendimento obtido foi de 89% utilizando o catalisador KF-Argila 1, nas condições reacionais razão molar 1:9, quantidade de catalisador de 25% em relação a massa do óleo, temperatura de 80 oC e 1 hora de reação. Foi realizado teste de reuso com o catalisador KF-Argila 1 que apresentou uma gradativa perda na atividade catalítica e, testes de lixiviação comprovaram que dentre os três catalisadores utilizados no trabalho, o KF-Argila 1 apresenta maior estabilidade.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreia Fatima Zanette.pdf: 1763321 bytes, checksum: 2ac6f2e4fb36ec4d7935446c7ec228f6 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for renewable sources of energy had increased intensely through the last years. By this way, biofuels are starting to play an important role as an alternative in opposition to fossil fuels. Biodiesel can be obtained by a transesterification reaction of oils with a short alcohol chain. In this regard, the species Jatropha curcas has been showing many advantages due its good quality of its extracted oil, yet it does not rival with food production. The use of heterogeneous catalysts presents itself as a promising alternative to the homogeneous catalysts, reducing biodiesel production costs, because the process of separation of the reaction results is simpler, there s not soap production, besides the possibility of re-using the catalyst. In this sense, the objective of this study was to valuate the efficiency of the following heterogeneous catalysts: resins, zeolites, clays, hydrotalcites, aluminas, and niobium oxide in the esters of fatty acids production, using methanol and Jatrophas curcas oil as substrates. For this finality, were made experimentation in a batch reactor in order to reach the catalysts screening in the following operational conditions: oil to methanol molar ratio of 1:9, 6 hours of reaction, 5 % (w/w) catalysts, at 6 °C to 120 °C. Results showed that an increasing in the temperature conduces an increment in the reaction s efficiency. Were selected two catalysts that presented the highest efficiency: clayl KSF and the resin Amberlyst 15, the both are commercial catalysts. A DCCR 23 complete experimental planning was made with this both catalysts to maximize the percentage of esters in the reaction. Independent variables and valuated levels in the planning were: temperature between 80 °C and 180 °C, oil to methanol molar ratio at 1:4 to 1:14, and catalyst percentage of 1 to 20% (w/w). Reaction conditions for a maximum efficiency in esters were: oil to methanol molar ratio of 1:12, 5 % (w/w) of catalyst, 160 °C and 6 hours of reaction, for both catalysts, obtaining a percentage of 70 % for clay and 60 % for the resin. It was also made a study of these catalysts re-utilization in five successive experiments in a batch reactor in the optimized reaction conditions for the both catalysts. It was observed an efficiency decrease in the number of the catalyst using cycles. In the fifth cycle the reaction efficiency was 37,5 % with the clay KSF and 25,2 % with the resin Amberlyst 15. As well, was searched the characterization of the catalysts about the area and the diameter of their pores by means of nitrogen isotherms and the application of the BET and BJH methods, which identified that the products present microporous and mesoporous. Yet, experiments were made to obtain the reaction kinetics in a batch reactor in the optimized conditions of the reaction. A simplified kinetic model was proposed, which described the reaction kinetics nicely. / A busca por fontes renováveis de energia tem-se intensificado nos últimos anos. Desta forma, os biocombustíveis estão adquirindo um papel relevante como alternativa aos combustíveis fósseis. O biodiesel pode ser obtido pela reação de transesterificação de óleos com um álcool de cadeia curta. Neste cenário, a espécie Jatropha curcas tem mostrado vantagens pela boa qualidade do óleo extraído, além de não competir com a alimentação. O emprego de catalisadores heterogêneos apresenta-se como alternativa promissora aos catalisadores homogêneos, reduzindo os custos da produção de biodiesel, pois o processo de separação dos produtos da reação é mais simples, não há a formação de sabão, além da possibilidade de reutilização do catalisador. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência dos seguintes catalisadores heterogêneos: resinas, zeólitas, argilas, aluminas, hidrotalcitas e óxido de nióbio na produção de ésteres de ácidos graxos, utilizando metanol e óleo de pinhão manso como substratos. Para esse fim, foram realizados experimentos num reator batelada visando ao screening do catalisador nas seguintes condições operacionais: razão molar óleo:metanol de 1:9, 6 horas de reação, 5 % (m/m) de catalisador, nas temperaturas de 60 °C e 120 °C. Na temperatura de 60 °C o maior rendimento em ésteres foi de 18 %, e até 40 % na temperatura de 120 °C. Os resultados mostraram que um aumento na temperatura conduz a um incremento no rendimento da reação. Foram selecionados dois catalisadores que apresentaram o maior rendimento, a argila KSF e a resina Amberlyst 15, ambos catalisadores comerciais. Foi realizado um planejamento experimental completo DCCR 23 com estes dois catalisadores a fim de maximizar o teor de ésteres da reação. As variáveis independentes e níveis avaliados no planejamento foram: temperatura entre 80 e 180 °C, razão molar óleo:metanol de 1:4 a 1:14, e teor de catalisador de 1 a 20 % (m/m). As condições reacionais para um máximo de rendimento em ésteres foram: razão molar óleo:metanol de 1:12, 5 % (m/m) de catalisador, 160 °C e 6 horas de reação, para ambos os catalisadores, obtendo um teor de ésteres de 70 % para a argila e de 60 % para a resina. Também foi realizado um estudo da reutilização destes catalisadores em cinco experimentos consecutivos em um reator batelada nas condições reacionais otimizadas para os dois catalisadores. Observou-se um decréscimo do rendimento com o número de ciclos de utilização do catalisador. No quinto ciclo o rendimento da reação foi de 37,5% para a argila KSF e de 25,2 % para a resina Amberlyst 15. Também foi realizada a caracterização dos catalisadores quanto à área e o diâmetro dos poros por meio das isotermas de nitrogênio e aplicação dos métodos BET e BJH. Os resultados obtidos mostraram que os materiais avaliados apresentam microporosos e mesoporosos.Também foram realizados experimentos para a obtenção da cinética da reação em um reator batelada nas condições otimizadas da reação. Um modelo cinético simplificado foi proposto, o qual descreveu satisfatoriamente a cinética da reação.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T00:09:02Z No. of bitstreams: 1 ADRIANO ALMEIDA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 7776744 bytes, checksum: a4b6408d0ab547fef02c597096ae750b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T00:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANO ALMEIDA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 7776744 bytes, checksum: a4b6408d0ab547fef02c597096ae750b (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / Com a crise energética mundial e com o aquecimento do planeta Terra, tomou-se interessante a busca por combustíveis alternativos, limpos, biodegradáveis, renováveis e com menores custos na sua produção em relação ao óleo diesel, onde esse combustível alternativo é chamado de biodiesel. Esta dissertação tem como objetivo principal avaliar e desenvolver o processo de transesterificação com auxílios de catalisadores heterogéneos do tipo MCM - 41 de óleo vegetal de soja na obtenção do biodiesel. Para isto, foi necessário sintetizar e caracterizar o catalisador MCM - 41, impregnar diferentes percentagens de óxido de molibdênio sobre o suporte da MCM-41, analisar a eficiência dos processos de transesterificação de biodiesel pela rota homogénea e heterogénea e finalmente caracterizar o óleo de soja e biodiesel. A fase da MCM-41 foi obtida após a síntese; Por análises de DRX comprova-se a manutenção de fase da MCM-41 após a calcinação onde observouse aumento da intensidade no DRX indicando uma maior ordenação da MCM-41; Foi mantida a ordenação da MCM-41 após a calcinação e a mistura física com o Molibdênio (Mo) através da MET; Foi obtido o biodiesel na rota homogénea com a reação de transesterificação a partir do óleo de soja e utilizando o álcool etílico com o catalisador NaOH numa conversão (teor de ésteres) de 60,89%, com as especificações de acordo com as normas da ANP; Foi obtido o biodiesel utilizando os catalisadores heterogéneos MCM-41, 5%MoMCM-41, 10%MoMCM-41 e 15%MoMCM-41 com rendimentos superiores do obtido pelo óxido de nióbio e por fim que os catalisadores MCM-41, 5%MoMCM-41 apresentaram conversões na produção do biodiesel aproximadamente 96% e 49%, respectivamente, inferiores as zeólitas ácidas. / With world-wide the energy crisis and the heating of the planet Land, the search for alternative, clean, biodegradable fuels became interesting, renewed and with lesser costs in its production in relation to the oil diesel, where this alternative fuel is called biodiesel. This dissertation has as objective main to evaluate and to develop the process of transesterification with aids of heterogeneous catalysts of type MCM - 41 of vegetal oil of soy in the attainment of biodiesel. For this, it was necessary to synthesize and to characterize catalysts MCM - 41, to impregnate different molybdenum oxide percentages on the support of the MCM-41, to analyze the efficiency of the processes of transesterification of biodiesel for the homogeneous and heterogeneous route and finally to characterize the oil of soy and biodiesel. The results had shown that a phase of the MCM-41 was gotten synthesize after DRX analysis proves the maintenance of phase of the MCM-41, after the calcinations increased the intensity in the DRX indicating a bigger ordinance of the MCM-41; The ordinance of the MCM-41 was kept after the calcinations and the physical mixture with the Molybdenum (Me) through the MET; Biodiesel in the homogeneous route with the reaction of transesterification from the soy oil was gotten and using the et synthesize etilic alcohol with the NaOH catalysts a convertion of 60.89%, with the specifications in accordance with the norms of the ANP; Biodiesel was gotten using the heterogeneous catalysts MCM-41, 5%MoMCM-41, 10%MoMCM-41 and 15%MoMCM-41 with superior incomes of the gotten one for the o I oxidation finally of niobium and the catalysts MCM-41, 5%MoMCM-41 had approximately presented conversions in the production of biodiesel 96% and 49% respectively inferiors the acid zeolites.