CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The use of alternative energy sources is a of the major current priorities, that appears to circumvent the serious problems caused by technological development. Accordingly, biodiesel arises as an alternative fuel to petroleum. However, high biodiesel production generates a large quantity of glycerin (10 wt%) which is considered an unwanted byproduct. To increase the market values of the biodiesel byproduct, it is necessary to convert glycerin into other chemicals, such as in lactic acid, which is becoming increasingly important due to their promising polymers applications - eg.: poly(lactic acid) (PLA) - as an alternative to replace petrochemical plastics. In the present study the hydrothermal process was used for lactic acid production, replacing the fermentation process that is currently used to obtain this product. For hydrothermal conversion of glycerol into lactic acid by homogeneous catalysis, NaOH and KOH catalysts were used. And for hydrothermal glycerol lactic acid by heterogeneous catalysis, Cu/SiO2 catalyst was used. Initial glycerol concentration (0.51-17.1 M), temperature (160-280 ÂC), pressure (2-43 bar), water/glycerol volumetric ratio (0.8 to 31), catalyst/glycerol molar ratio (0.01 to 1.02) and total reaction time (3-4 hours) were the variables studied with temperature and water/glycerol volumetric ratio having the major influence. In addition, a first-order kinetic model for glycerol concentration versus time was developed and verified experimentally under conditions with different temperatures. Comparing the results obtained from hydrothermal conversion by homogeneous and heterogeneous catalysis, it was observed that KOH was catalyst with the best performance. The highest yield obtained was 87.5% at 220 ÂC and 28.8 bar, after 3 h, from a solution water/glycerol volumetric ratio equal to 0.8 and KOH/glycerol molar ratio equal to 0.03. From this result, hydrothermal process can be seen as a promising method to add value to glycerol. / A utilizaÃÃo de fontes alternativas de energia à uma das grandes prioridades atuais, que surge para contornar os graves problemas ocasionados pelo desenvolvimento tecnolÃgico. Neste sentido, o biodiesel surge como um combustÃvel alternativo ao petrÃleo. No entanto, a elevada produÃÃo de biodiesel gera uma grande quantidade de glicerina (10% em massa) que à considerada um coproduto. Para aumentar o valor de mercado da glicerina, faz-se necessÃrio convertÃ-la em outros produtos quÃmicos, como por exemplo, em Ãcido lÃtico, que està se tornando cada vez mais importante, devido a aplicaÃÃes promissoras de seus polÃmeros â ex.: poli(Ãcido lÃtico) (PLA) â como uma alternativa para substituir os plÃsticos petroquÃmicos. O presente estudo teve como objetivo utilizar o processo hidrotÃrmico para a produÃÃo de Ãcido lÃtico, em substituiÃÃo ao processo fermentativo que Ã, atualmente, utilizado para a obtenÃÃo deste produto. Para conversÃo hidrotÃrmica do glicerol em Ãcido lÃtico, via catÃlise homogÃnea, NaOH e KOH foram os catalisadores utilizados. E para a conversÃo hidrotÃrmica do glicerol em Ãcido lÃtico, via catÃlise heterogÃnea, Cu/SiO2 foi o catalisador usado. ConcentraÃÃo inicial de glicerol (0,51-17,1 M), temperatura (160-280 ÂC), pressÃo (2-43 bar), razÃo volumÃtrica de Ãgua/glicerol (0,8-31), razÃo molar catalisador/glicerol (0,01-1,02) e tempo total de reaÃÃo (3-4 horas) foram as variÃveis estudadas. A temperatura e a razÃo volumÃtrica de Ãgua/glicerol foram as variÃveis de maior influÃncia. AlÃm disso, um modelo cinÃtico de primeira ordem para determinaÃÃo da concentraÃÃo de glicerol em funÃÃo do tempo foi desenvolvido e verificado experimentalmente em diferentes temperaturas. Comparando os resultados obtidos a partir das conversÃes hidrotÃrmicas, via catÃlise homogÃnea e heterogÃnea, foi possÃvel observar que o KOH foi o catalisador com o melhor desempenho. O maior rendimento obtido foi de 87,5%, a 220 ÂC e a 28,8 bar, em um tempo total de reaÃÃo de 3 h, a partir de uma soluÃÃo de razÃo volumÃtrica Ãgua/glicerina igual a 0,8 e razÃo molar KOH/glicerol igual a 0,03. A partir deste resultado, processo hidrotÃrmico pode ser visto como sendo um processo promissor para agregar valor ao glicerol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10963 |
| Date | 29 January 2016 |
| Creators | Anne Kerolaine de Oliveira Rodrigues |
| Contributors | Fabiano Andrà Narciso Fernandes, Luciana Rocha Barros GonÃalves, Samuel Jorge Marques Cartaxo, Ivanildo Josà da Silva Junior, Maria Alexsandra de Sousa Rios |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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