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Title in Portuguese: Estudo do processo de produção de biodiesel utilizando óxido de cálcio obtido dos resíduos de conchas de ostras
Author: Paula, Clarissa Dantas
Advisor(s): Vieira, Rodrigo Silveira
Keywords: Biodiesel
Catálise heteogênea
Conchas de ostras
Planejamento experimental
Biodiesel
Heterogeneous catalysis
Oyster Shell
Experimental Planning
Issue Date: 2016
Citation: PAULA, C. D. (2016)
Abstract in Portuguese: O Biodiesel é um combustível renovável derivado de óleos vegetais ou de gordura animal que pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel derivado de petróleo. Possui algumas vantagens quando comparado ao diesel fóssil como: biodegrabilidade e não toxicidade. A transesterificação com álcool de cadeia curta e catalisadores básicos é a forma mais usual de produção desse combustível. Atualmente os processos industriais usam catalisadores homogêneos em processos. No entanto, os catalisadores heterogêneos têm surgido como promissores para a produção de biodiesel, já que são ambientalmente corretos e podem ser regenerados e reutilizados. Assim, a catálise heterogênea torna a produção de biodiesel potencialmente mais barata, permitindo a utilização em processos contínuos. Os materiais naturais sólidos obtidos de fontes naturais surgem como catalisadores heterogêneos, como a farinha de conchas de ostras, devido ao seu baixo custo, fácil obtenção e elevada eficiência catalítica na reação de transesterificação para a produção de biodiesel. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a síntese, caracterização e aplicação de um catalisador heterogêneo obtido a partir da farinha das conchas das ostras na reação de transesterificação do óleo de girassol com metanol, visando a produção de biodiesel. O material sólido natural foi modificado termicamente, obtendo-se óxido de cálcio, que desempenha elevada atividade catalítica. A modificação térmica ocorreu a 900 °C por três horas em um forno mufla. O catalisador foi caracterizado pela técnica de difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX) e distribuição dos tamanhos de partículas. A fim de otimizar o processo de produção de biodiesel, foi realizado um estudo das variáveis de processo que influenciam na reação de transesterificação através de um planejamento fatorial de 12 experimentos. As variáveis estudadas foram: concentração do catalisador (1 %, 2 % e 3 %) e razão molar óleo: metanol (1:6, 1:9 e 1:12). As condições otimizadas da reação foram XRM (1:12 mol:mol), XCAT (2% p/p) com produção de 99,99% ( ± 0,04 p/p) de biodiesel metílico de girassol. No presente trabalho o parâmetro de avaliação foi a conversão em biodiesel, determinada por cromatografia gasosa.
Abstract: Biodiesel is a renewable fuel derived from vegetable oils or animal fat that can replace entirely or partially the diesel fuel derived from oil. It has some advantages when compared to fossil diesel, such as biodegradability and non-toxicity. The transesterification with a short chain alcohol and basic catalyst is the most usual form of this fuel production. Nowadays, industrial processes use homogeneous catalysts in their processes. However, heterogeneous catalysts have emerged as promising for the production of biodiesel, because they are environmentally friendly and can be regenerated and reused. Besides that, the heterogeneous catalysis makes the production of biodiesel cheaper. The solids derived from natural sources emerge as heterogeneous catalysts, such as oyster shell, due to its low cost and its facility to achieve high catalytic efficiency in transesterification reaction for producing biodiesel. In this context, the aim of this work is the synthesis, characterization and application of a heterogeneous catalyst derived from oyster shell in the transesterification reaction of sunflower oil with methanol, aiming at the production of biodiesel. The natural solid material was thermally modified, obtaining calcium oxide, which plays high catalytic activity. The thermal modification occurred at 900 ºC for three hours in a muffle furnace. The catalyst was characterized X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and distribution of particle sizes. In order to optimize the biodiesel production, a study of the process variables that influences the transesterification reaction was conducted through a 12 experiments experimental planning. The variables studied were: catalyst concentration (1 %, 2 % e 3 %) and molar ratio oil: methanol (1:6, 1:9 e 1:12). The optimized conditions of reaction were XRM (1:9 mol: mol) and XCAT (2% wt.%.) With production of 99.99% (± 0.04 wt) methyl sunflower biodiesel. In the present work, the evaluation parameter was the conversion into biodiesel, determined by gas chromatography.
Description: PAULA, Clarissa Dantas. Estudo do processo de produção de biodiesel utilizando óxido de cálcio obtido dos resíduos de conchas de ostras. 2016. 46 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Petróleo)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36397
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