CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O objetivo desta dissertaÃÃo foi de otimizar a reaÃÃo de esterificaÃÃo para a produÃÃo de biodiesel por meio da aplicaÃÃo de tÃcnicas de adsorÃÃo. A aplicaÃÃo da adsorÃÃo teve o intuito de remover a Ãgua formada no processo, uma vez que a mesma leva a desativaÃÃo do catalisador e desloca o equilÃbrio quÃmico para reaÃÃo de hidrolise. A presenÃa de Ãgua reduz o rendimento da reaÃÃo de esterificaÃÃo, o que torna necessÃrio a utilizaÃÃo de elevadas concentraÃÃes de Ãlcool no meio reacional. Para tanto, foi realizado dois planejamentos experimentais para as reaÃÃes de esterificaÃÃo sem e com adsorÃÃo da Ãgua formada no processo. Em ambos os planejamentos foram investigadas as variÃveis temperatura, concentraÃÃo de catalisador e razÃo molar entre o Ãlcool e o Ãcido graxo. No planejamento experimental realizado para a reaÃÃo de esterificaÃÃo sem adsorÃÃo da Ãgua formada, as variÃveis concentraÃÃo de catalisador e razÃo molar entre reagentes mostraram-se estatisticamente significativas para a resposta conversÃo a 95 % de confianÃa. O melhor resultado experimental foi obtido a temperatura de 110ÂC com uma razÃo molar de 9:1 e uma concentraÃÃo de 1% de catalisador. Jà no planejamento experimental para a reaÃÃo de esterificaÃÃo com a remoÃÃo da Ãgua formada no processo, as variÃveis temperatura e a concentraÃÃo de catalisador foram significativas estatisticamente para o intervalo de confianÃa estudado (95%). Observou-se que quanto maior a temperatura e maior a concentraÃÃo de catalisador, melhor foi o resultado experimental obtido. Os experimentos cinÃticos mostraram que ao realizar a reaÃÃo de esterificaÃÃo aplicando-se tÃcnicas de adsorÃÃo, o processo tornou-se mais sensÃvel a temperatura, uma vez que o valor de energia de ativaÃÃo aparente obtido para a reaÃÃo com adsorÃÃo de Ãgua foi de 26,66 kJ/mol e para a reaÃÃo sem adsorÃÃo da Ãgua formada foi de 18,43 kJ/mol. A anÃlise via CG/MS mostrou que o acompanhamento da reaÃÃo por meio do Ãndice de acidez à satisfatÃrio para acompanhar a dinÃmica da reaÃÃo, pois os valores de conversÃo obtidos pelos dois mÃtodos foram equivalentes. Na caracterizaÃÃo do biodiesel obtido com adsorÃÃo da Ãgua formada os parÃmetros de densidade, Ãndice de iodo e viscosidade cinemÃtica atenderam as especificaÃÃes exigidas pela ANP. Ao aplicar a metodologia desenvolvida no respectivo trabalho (aplicaÃÃo de tÃcnicas de adsorÃÃo na reaÃÃo de esterificaÃÃo), os teores de Ãsteres metÃlicos obtidos foram de 98,9 % e 99,4 % para os experimentos realizados a razÃo molar de 3:1, concentraÃÃo de 1% de catalisador e temperaturas de 90 e 100ÂC, respectivamente. / This dissertation aimed to optimize the esterification reaction for biodiesel production using an adsorption reaction system. Adsorption was applied to remove the water formed in the process, because water deactivates the catalyst and shifts the equilibrium towards the hydrolysis reaction. Water reduces the yield of the esterification reaction, which requires high concentrations of alcohol in the reaction medium. Two experimental designs were carried out for the esterification reactions. One with and one without adsorbing the water formed in the process. In both designs, the variables temperature, catalyst concentration, and molar ratio between alcohol and fatty acid were investigated. Catalyst concentration and the alcohol to FFA molar ratio were the most statistically significant responses on conversion (within a 95% level of confidence) when the reaction was carried out without the adsorption system. The best result was obtained in experimental temperature of 110ÂC with a molar ratio of 9:1 and with a concentration of 1% of catalyst. Temperature and catalyst concentration were the most statistically significant variables in the experiments carried out with the adsorption system (for the confidence level of 95%). Higher temperatures and higher catalyst concentration enhanced the yield into biodiesel. The kinetic experiments showed that with the adsorption system the process became more sensitive to temperature, since the value of the apparent activation energy of the reaction was 26.66 kJ/mol and without adsorption system the apparent activation energy was 18.43 kJ/mol. GC/MS analysis showed that acidity index was very satisfactory to evaluate the yield of biodiesel., because the conversions obtained in both methods were equivalent. Density, iodine value and kinematics viscosity were within the specifications required by ANP. The methodology developed in this study resulted in conversions of oleic acid into methyl esters of 98.9% and 99.4% for the experiments performed with a molar ratio of 3:1, concentration of 1% of catalyst and temperatures of 90 and 100  C, respectively.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:2084 |
| Date | 18 April 2008 |
| Creators | Izabelly Larissa Lucena |
| Contributors | Fabiano Andrà Narciso Fernandes, Luciana Rocha Barros GonÃalves, Carla VerÃnica Rodarte de Moura |
| 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/masterThesis |
| 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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