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Título: Biodiesel: Estudos sobre Produção, Caracterização e Aplicações Utilizando Oleaginosas do Nordeste Brasileiro
Título em inglês: Biodiesel: Studies about Production, Characterization and Application Utilizing Oleaginous from Brazilian Northeast
Autor(es): Arruda, Tathilene Bezerra Mota Gomes
Orientador(es): Ricardo, Nágila Maria Pontes Silva
Palavras-chave: Biodiesel
Querosene de aviação.
Gergelim
Moringa
Data do documento: 2018
Citação: ARRUDA, T. B. M. G. (2018)
Resumo: Neste trabalho são mostrados resultados de pesquisas com biodiesel, tendo sido utilizadas como matéria-prima o óleo de gergelim (Sesamum indicum), óleo de moringa (Moringa oleífera), óleo de pequi (Caryocar brasiliensis) bem como óleo residual de fritura utilizando transesterificação catalítica homogênea básica. Os biodieseis metílico e etílico obtidos a partir do óleo de gergelim mostraram propriedades físico-químicas como de índice de acidez, viscosidade cinemática a 40 °C e massa específica a 20 °C dentro das normas exigidas pela ANP. A reação de transesterificação foi confirmada por análise de ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono e os dados termogravimétricos permitiram a determinação do valor de energia de ativação para a degradação em única etapa do biodiesel com valor de 67,54 ± 0,84 kJ.mol-1 para o biodiesel metílico de gergelim e 66,74 ± 0,75 kJ.mol-1 para o biodiesel etílico. Já o biodiesel etílico de moringa foi adicionado ao biodiesel etílico a partir do óleo residual de fritura nas proporções de 10 e 20% em volume e o estudo termogravimétrico mostrou que as o biodiesel de fritura teve sua temperatura inicial de degradação aumentada em aproximadamente 10 °C após adição do biodiesel de moringa. Seguiu-se um estudo de condições de estocagem através de ensaios sistêmicos de índice de acidez das amostras, tendo sido mais impactadas as amostras que continha biodiesel de fritura na mistura, enquanto que o biodiesel de moringa manteve índice de acidez dentro da norma quando armazenado em temperatura ambiente (25-30 °C) e não exposto a luz solar. As amostras que continham diesel mantiveram valores dentro da norma. Já o comportamento de blendas entre biodiesel e querosene de aviação do tipo Jet A1 foi realizado utilizando além do biodiesel de gergelim o biodiesel obtido pela transesterificação do óleo de pequi. Foram utilizadas proporções de 1, 3 e 5% de biodiesel adicionado ao querosene de aviação. Assim como para o gergelim, a análise de ressonância magnética nuclear de hidrogênio para o pequi confirmou o sucesso da reação. As propriedades físico-químicas como viscosidade cinemática a -20 °C, massa específica a 20 °C e ponto de fulgor das blendas estiveram dentro das normas da ANP para combustível tipo Jet A1. As curvas termogravimétricas das blendas que continham biodiesel de pequi diferiram da amostra de Jet A1 puro, enquanto que mesmo na proporção de 5%, a blenda contendo 5% de biodiesel de gergelim mostrou comportamento termogravimétrico virtualmente igual à amostra de Jet A1.
Abstract: This work describes the use of sesame (Sesamum indicum), moringa (Moringa oleifera), pequi (Caryocar brasiliensis) and waste cooking oil (WCO) as raw material for production of biodiesel through homogeneous basic catalysis. Studies about applications as blend to mineral diesel and additive to aviation kerosene were conducted. Methyl and ethyl biodiesel of sesame showed physic-chemic properties as acid value, kinematic viscosity at 40 °C and specific mass at 20 °C under ANP standards. Transesterification reaction was confirmed through Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen and Carbon spectroscopy. Thermogravimetric data allowed the determination of activation energy of the biodiesel, the values found were 67.54 ± 0.84 kJ.mol-1 for sesame methyl biodiesel and 66.74 ± 0.75 kJ.mol-1 for ethyl biodiesel. Moringa ethyl biodiesel was added to WCO biodiesel using 10 and 20% v/v. Thermogravimetric analysis showed the improvement of the WCO biodiesel when moringa biodiesel was added once initial degradation temperature was increased around 10 °C. After this, a systemic study was conducted and storage conditions were evaluated through determination of acid value. The study showed the samples that contained WCO biodiesel as the most impacted with acid values increase while samples that contained mineral diesel did not suffer considerable alteration. Moringa biodiesel kept acid value under ASTM and ANP standards when storage under temperature room (25-30 °C) and not exposed to solar light. For the study of the behavior of the blends between biodiesel and aviation kerosene Jet A1, it was utilized sesame and pequi methyl biodiesel. It was used 1, 3 and 5% of biodiesel added to aviation kerosene. As sesame biodiesel, transesterification of pequi oil was confirmed through ¹H NMR. Physical-chemical properties as kinematic viscosity at -20 °C, specific mass at 20 °C and flash point of the samples were in accordance with international and national parameter for aviation kerosene Jet A1. The thermogravimetric curves of the blends that contained pequi biodiesel showed temperature range lower than curve for aviation kerosene pure while blends with sesame biodiesel showed similar thermogravimetric behavior for all proportions evaluated in the study.
Descrição: ARRUDA, Tathilene Bezerra Mota Gomes. Biodiesel: Estudos sobre Produção, Caracterização e Aplicações Utilizando Oleaginosas do Nordeste Brasileiro. 2018. 81 f. Tese (Doutorado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35102
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