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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-1885-2482
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Hidrólise do óleo do mesocarpo da macaúba (Acrocomia aculeata) utilizando catalisadores heterogêneos ácidos
Título(s) alternativo(s): Hydrolysis of macauba mesocarp oil (Acrocomia aculeata) using heterogeneous acidic catalysts
Autor(es): Santos, Victor José Romão dos
Primeiro orientador: Soares, Ricardo Reis
Primeiro membro da banca: Dantas, Sandra Cristina
Segundo membro da banca: Franco Jr, Moilton Ribeiro
Resumo: A crescente demanda global de energia e as preocupações ambientais com a emissão de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), que intensificam o aquecimento global, associado à redução das reservas de combustíveis fósseis, vem causando um aumento em pesquisas e desenvolvimento de tecnologias para a produção de combustíveis verdes em substituição ao uso de combustíveis não renováveis. Essa abordagem vem ganhando mais destaque nos últimos anos com estabelecimento da meta por parte das companhias aéreas em reduzir as emissões de CO2 através do uso de misturas contendo 50% de querosene de aviação verde. Recentemente, o GPCATT da UFU apresentou uma contribuição tecnológica que compreende uma sequência de processos Hidrólise-Reforma-Hidrogenação-Desoxigenação que leva à produção de biocombustíveis, mas também a outros produtos com alto valor agregado. No intuito de melhorar e escalonar esta tecnologia, o principal objetivo desta dissertação foi contribuir no estudo do processo inicial de hidrólise de óleos vegetais. Buscou-se, portanto, avaliar a performance de diferentes catalisadores ácidos na hidrólise do óleo do mesocarpo do fruto da macaúba (OMM) – oleaginosa altamente promissora – em reator batelada, comparando as respectivas performances catalíticas. Estes catalisadores foram previamente caracterizados por Fisissorção de N2, Difração de Raios-X (DRX), Dessorção de amônia à Temperatura Programada (DTP-NH3) e Fluorescência de Raios-X (FRX). Os resultados das caracterizações mostraram que a presença de sítios ácidos cuja densidade e força dos sítios cresceram na seguinte ordem: SiO2-Al2O3 > MCM-41 > γ-Al2O3 > 10Sn/γ-Al2O3. Isto pode explicar a diferença na evolução da performance catalítica. Apesar da presença de reação homogênea, todos os catalisadores apresentaram atividade catalítica e seletividade à formação de ácido oleico (C18:1) e palmítico (C16:0). Em seguida, realizou-se um estudo cinético utilizando a γ-Al2O3, que foi o melhor catalisador, mediante planejamento experimental. A constante cinética aparente obtida a 250 oC (k250) foi aproximadamente, 30 vezes maior do que a da reação homogênea, com uma energia de ativação aparente de 6,92 kJ∙mol-1.
Abstract: The growing global demand for energy and environmental concerns with the emission of greenhouse gases, such as carbon dioxide (CO2) and methane (CH4), which intensify global warming, associated with the reduction of fossil fuel reserves, has been causing a increase in research and development of technologies for the production of green fuels to replace the use of non-renewable fuels. This approach has gained more prominence in recent years with airlines setting a goal to reduce CO2 emissions through the use of blends containing 50% green aviation kerosene. Recently, GPCATT/UFU presented a technological contribution comprising a sequence of Hydrolysis-Reform-Hydrogenation-Deoxygenation processes that lead to the production of biofuels, but also to other products with high added value. In order to improve and scale up this technology, the main objective of this dissertation was to contribute to the study of the initial hydrolysis process of vegetable oils. Therefore, an attempt was made to evaluate the performance of different acid catalysts in the hydrolysis of macauba fruit mesocarp oil (OMM) – a highly promising oleaginous plant – in a batch reactor, comparing the respective catalytic performances. These catalysts were previously characterized by N2 Physisorption, X-Ray Diffraction (XRD), Temperature Programmed Ammonia Desorption (DTP-NH3) and X-Ray Fluorescence (XRD). The results of the characterizations showed that the presence of acid sites whose density and strength of the sites grew in the following order: This may explain the difference in the evolution of catalytic performance. Despite the presence of homogeneous reaction, all catalysts showed catalytic activity and selectivity to the formation of oleic acid (C18:1) and palmitic acid (C16:0). Then, a kinetic study was carried out using γ-Al2O3, which was the best catalyst, through experimental design. The apparent kinetic constant obtained at 250 °C (k_250) was approximately 30 times greater than that of the homogeneous reaction, with an apparent activation energy of 6.92 kJ∙mol-1.
Palavras-chave: Hidrólise
Macaúba
γ-Al2O3
Ácidos graxos livres
Biocombustíveis
Hydrolysis
Tin
Oleic acid
Free fatty acids
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Assunto: Engenharia Química
Macaúba
Óleos vegetais como combustível
Óleos vegetais - Hidrólise
Combustíveis fósseis - Catalisadores
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Referência: SANTOS, Victor José Romão dos. Hidrólise do óleo do mesocarpo da macaúba (Acrocomia aculeata) utilizando catalisadores heterogêneos ácidos. 2023. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.8024.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.8024
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38012
Data de defesa: 9-Fev-2023
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