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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Produção de biodieseis etílico e metílico de pinhão manso por diferentes rotas catalíticas
metadata.dc.creator: Portela, Flaysner Magayver
metadata.dc.contributor.advisor1: Borges Neto, Waldomiro
metadata.dc.contributor.referee1: Pinto, Frederico Garcia
metadata.dc.contributor.referee2: Pereira, Luciano de Almeida
metadata.dc.contributor.referee3: Trovó, Alam Gustavo
metadata.dc.contributor.referee4: Chang, Roberto
metadata.dc.description.resumo: O Pinhão Manso é uma oleaginosa com enorme potencial para a produção de óleo vegetal, e se adapta muito bem ao clima e ao solo brasileiro, incluindo, a região da caatinga. Este trabalho avalia diferentes formas de extração de óleo e produção do biodiesel a partir do Óleo de Pinhão Manso Bruto (OPMB). Os testes de extração foram realizados com diferentes solventes, comprovando que o uso do etanol pode aumentar o rendimento da extração de 36% para 39% em massa. Além disso, o uso de catalisadores ácidos durante a extração com solventes reduz a acidez do óleo de 25,93 mg de KOH/g para 0,52 mg de KOH/g. A partir do OPMB e do uso de planejamento fatorial fracionado e CCD otimizou-se as condições reacionais da produção do biodiesel metílico de Pinhão Manso (BMPM) por meio da catálise two-step, sendo cada etapa otimizada separadamente. Na esterificação (1ª etapa) avaliou-se as seguinte variáveis: Temperatura (TP), Tempo reacional (TR), % de H2SO4, Razão Molar (álcool:óleo) (RM), Tipo de Álcool (TA) e Velocidade de Rotação (VR), obtendo um ponto de máximo no CCD, determinando que as melhores condições para esterificação do OPMB são: TP de 57,3 oC, TR de 173 minutos, 0,5% de H2SO4 (m/m), RM (álcool:óleo) de 11,4:1, metanol como TA e VR de 400 rpm, gerando assim um Óleo de Pinhão Manso tratado (OPMT) com acidez de 0,49 mg de KOH/g. Em seguida, também foi otimizada a transesterificação (2ª etapa) do OPMT avaliando as variáveis: TA, TP, RM, TA e porcentagem de KOH, obtendo um rendimento máximo de 97,50%, nas seguintes condições: metanol como TA, TP de 35 oC, RM de 10,0:1, TR de 49,8 minutos e % de KOH de 1,26%. Além disso, foram produzidos os catalisadores heterogêneos: Poliestireno Expandido Sulfonado (PSES) e o Cloreto de Polivinila Sulfonado (PVCS), os quaisapresentaram 0,43 e 0,32 mmols de grupos ácidos/g, respectivamente. Suas aplicações como catalisadores heterogêneos nas condições otimizadas resultaram em uma esterificação de 93,33% para o PSES e 91,45% para o PVCS. Os biodieseis foram preparados a partir do OPM tratado com: H2SO4, PSES e PVCS nas condições otimizadas, determinando-se suas propriedades físico-químicas. A qualidade dos biodieseis obtidos neste trabalho foi avaliada através de parâmetros estabelecidos pela ANP, sendo observada pelos resultados obtidos que o Pinhão Manso é uma opção viável para ser utilizado como matéria prima para a produção deste combustível.
Abstract: The Jatropha curcas is an oilseed with large potential for production of vegetable oil and adjust very well to Brazilian`s climate and soil, including the region of the Caatinga. This study evaluates different forms of oil production and extraction of biodiesel from crude Jatropha curcas oil (OPMB). Extraction tests were carried out with different solvents, showing that the use of ethanol increases the process efficiency process from 36% to 39% in mass. Furthermore, the use of acid catalysis during the solvent extraction reduces the oil`s acidity from 25.93 mg KOH/g to 0.52 mg KOH/g . Using the OPMB as start material in a fractional factorial design and central composite design (CCD) to optimize the reaction conditions for production of biodiesel from Jatropha curcas (BMPM) optimized through the two-step catalysis, optimizing each step separately. In esterification (1st Step) the following variables were evaluated: Temperature (TP), Time reaction (TR), % H2SO4, Molar ratio (alcohol:oil) (RM), Alcohol type (TA) and Rotation speed (VR). The study obtained a maximum point at the central composite design (CCD), determining the best conditions to esterify the OPMB in: TP of 57.3 oC, TR of 173 minutes, 0.5% H2SO4 (w/w), RM (alcohol: oil) of 11.4: 1, methanol as TA and VR 400 rpm, producing a treaty Jatropha curcas oil (OPMT) with acidity at 0.49 mg KOH/g. Then was also optimized the transesterification reaction (2nd step) of OPMT evaluating the variables: TA, TP, RM, TA and % de KOH, obtaining a maximum yield of 97.3% under the following conditions: methanol as TA, TP 35 oC, RM of 10,0: 1, TR 49.8 minutes and 1.26% of KOH. Also are produced, heterogeneous catalysts from recyclable material, expanded polystyrene sulfonated (PSES) and sulfonated polyvinyl chloride (PVCS) that showed 0.43 and 0.32 mmol of acid groups/g, respectively. Using the heterogeneous catalysts in optimized conditions to esterify the OPMB a percentage of esterification (% E) of 93.33% for the PSES and 91.45% for PVCS. The biodiesels were prepared from OPM treated with: H2SO4, PSES and PVCS in optimized conditions, determining your physicochemical properties. The quality of the biodiesels obtained in this study was assessed by parameters established by ANP, observing that Jatropha curcas is a viable option for use as a raw material to product this biofuel.
Keywords: Biocombustível
Otimização
Catálise two-step
Jatropha curcas
Catálise heterogêneo
Biofuel
Optimization
Two-step catalysis
Jatropha curcas
Heterogeneous catalysis
Catálise
Pinhão-manso
Biocombustíveis
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação Multi-Institucional em Quimica (UFG - UFMS - UFU)
Citation: PORTELA, Flaysner Magayver. Produção de biodieseis etílico e metílico de pinhão manso por diferentes rotas catalíticas. 2015. 99 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17532
Issue Date: 27-Nov-2015
Appears in Collections:TESE - Química (Multi-Institucional UFG - UFMS - UFU)

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