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Previous issue date: 2007-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The biodiesel is a biofuel obtained from renewable sources, as vegetable oils and
animal fats. The castor seeds (Ricinus communis L.) have a medium content of oil of
47%. This oil when transformed in biodiesel produces a fuel with a series of
environmental advantages in relation to petroleum diesel. Therefore in this work it
was made the optimization of the production process of the methyl and ethyl
biodiesel from castor oil, varying the reaction time, the catalyst amount and the
oil:alcohol ratio (methanol or ethanol) using a Central Rotatable Composite Design
(CRCD) symmetrical and of second order, constituted of two parts: the factorial 2n,
with central points, and the axial part. With base in this factorial planning, surfaces
and curves of responses and variance analysis, it was evaluated the effects and the
significance of the models for the responses variables, biodiesel yield in mass and
the esters content. For the production of methyl biodiesel, the greater biodiesel yield
in mass is reached when oil/methanol molar ratio 1:4-1:5; 0,4-1,2% of KOH and time
reaction 20-100 min, is used. In function of the esters content, the oil/methanol molar
ratio should be between 1:10 and 1:11,36, KOH concentration between 1,4 and 2,34
and reaction time between 120 and 140 min. The regression models of the methyl
biodiesel for ANOVA appropriately explained at the level of 95%, the data variation
(R2 = 0,90567, for yield biodiesel and R2 = 0,7654, for the esters content). For the
production of the ethyl biodiesel, the results of the factorial planning 23 showed that
the oil/ethanol ratio and the KOH concentration went statisticaly significant to the
biodiesel yield in mass and content of esters. The maximum yield can be reached
when oil/ethanol molar ratio between 1:10,4 and 1:12,35; 1,4 to 2% of KOH and 60-
100 min of reaction, is used. In function of the esters content, the oil/ethanol molar
ratio should be between 1:10,5 and 1:12,35, concentration of KOH between 1,4 and
2,0 % and time of reaction between 60 and 120 min. The regression models
explained the variation of the data appropriately (R2 = 0,71811, for biodiesel yield and
for esters content, R2 = 0,95217) and they acted significantly, to 95% of trust limit, the
relationship between the independent variables and the response. The samples of
the methyl and ethyl biodiesel of castor oil, in the optimized conditions, they are
inside of the limits preset by National Agency of the Petroleum, Natural Gas and
Biofuels. / O biodiesel é um biocombustível obtido a partir de fontes renováveis como óleos
vegetais e gorduras animais. As sementes de mamona (Ricinus communis L.)
possuem um teor médio de óleo de 47 %, que ao ser transformado em biodiesel
produz um combustível com uma série de vantagens ambientais em relação ao
diesel de petróleo. Portanto neste trabalho fez-se a otimização do processo de
produção do biodiesel metílico e etílico a partir de óleo de mamona, variando o
tempo de reação, a quantidade de catalisador e a relação de óleo:álcool (metanol ou
etanol) empregando um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR)
simétrico e de segunda ordem, constituído de duas partes: o fatorial 2n, com pontos
centrais, e a parte axial. Com base neste planejamento fatorial, superfícies e curvas
de respostas e análise de variância foram realizadas a avaliação dos efeitos e a
significância dos modelos para as variáveis de respostas, rendimento em massa do
biodiesel e o teor de ésteres. Para a produção de biodiesel metílico, o maior
rendimento em massa de biodiesel é alcançado quando se usa razão molar
óleo/metanol 1:4-1:5; 0,4-1,2 % de KOH e 20-100 min de reação. Em função do teor
de ésteres, a razão molar óleo:metanol deve estar entre 1:10 e 1:11,36,
concentração de KOH entre 1,4 e 2,34 e tempo de reação entre 120 e 140 min. Os
modelos de regressão do biodiesel metílico avaliados pela ANOVA explicaram
adequadamente ao nível de 95%, a variação dos dados (R2 = 0,90567, para
rendimento biodiesel e R2 = 0,7654, para o teor de ésteres). Para a produção do
biodiesel etílico, os resultados do planejamento fatorial 23 mostraram que a razão
óleo:etanol e a concentração de KOH foram estatisticamente significativos para o
rendimento em massa de biodiesel e teor de ésteres. O máximo rendimento pode
ser alcançado quando se usa razão molar óleo/etanol entre 1:10,4 e 1:12,35; 1,4 a
2 % de KOH e 60-100 min de reação. Em função do teor de ésteres, a razão molar
óleo:etanol deve estar entre 1:10,5 e 1:12,35, concentração de KOH entre 1,4 e
2,0 % e tempo de reação entre 60 e 120 min. Os modelos de regressão explicaram
adequadamente a variação dos dados (R2 = 0,71811, para rendimento biodiesel e
para o teor de ésteres, R2 = 0,95217) e representaram significativamente, a 95% de
limite de confiança, a relação entre as variáveis independentes e a resposta. As
amostras do biodiesel metílico e etílico de mamona, nas condições otimizadas,
encontram-se dentro dos limites preestabelecidos pela Agência Nacional do
Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/895 |
| Date | 29 August 2007 |
| Creators | Brandão, Kiany Sirley Ribeiro |
| Contributors | Silva, Fernando Carvalho, Maciel, Adeilton Pereira, Mouchrek Filho, Victor Elias |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET, UFMA, BR, QUIMICA |
| 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 UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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