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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/66567
Type: | TCC |
Title: | Avaliação de processos de obtenção de biolubrificantes derivados do óleo de carnaúba |
Authors: | Teixeira, Maria Imaculada Gonçalves Silveira |
Advisor: | Luna, Francisco Murilo Tavares de |
Co-advisor: | Quintella, Solange Assunção |
Keywords: | Copernicia prunifera;Esterificação;Catálise |
Issue Date: | 2021 |
Citation: | TEIXEIRA, Maria Imaculada Gonçalves Silveira. Avaliação de processos de obtenção de biolubrificantes derivados do óleo de carnaúba. 2021. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Neste trabalho o óleo de carnaúba foi obtido por extração com solvente, e sua utilização para obtenção de biolubrificante ocorreu por meio de reações de hidrólise e esterificação via catálise homogênea e heterogênea. Foram avaliados dois catalisadores (Amberlyst-15 e ácido p-toluenossulfônico). Para os estudos com catalisador heterogêneo foi utilizado o álcool 2-etilhexanol, e para a avaliação por catálise homogênea foi utilizado o trimetilolpropano. Ambas as reações ocorreram durante 6 horas, sob refluxo, agitação magnética e atmosfera inerte com nitrogênio. Na catálise heterogênea a temperatura de reação foi de 90 °C e na homogênea de 107 °C, ocorrendo nesta reação a necessidade de lavagem do material obtido para remoção do catalisador com solução de bicarbonato de sódio a 10%. Na catálise heterogênea, o catalisador foi removido por filtração a vácuo e o álcool por destilação a vácuo. As caracterizações do óleo e dos biolubrificantes sintetizados foram obtidas por meio de análises físico-químicas, Espectroscopia no Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). O baixo valor de acidez (0,14 mg KOH / g) e o alto índice de viscosidade (174) competem ao óleo, sua utilização em sistemas metálicos, além de manter a lubricidade mesmo com temperaturas variáveis. A estabilidade à oxidação pode ser melhorada com o uso de aditivos. Para o biolubrificante feito com 2-etilhexanol (B2ET), a viscosidade, o ponto de fluidez e a massa específica ficaram próximos aos valores apresentados pelos biolubrificantes de óleos já estudados, como mamona e macaúba. E o biolubrificante feito com trimetilolpropano (BTMP) teve um ponto de fluidez maior, aditivos podem ser usados para reduzir o ponto de fluidez, bons valores de fluidez sugerem o uso de biolubrificantes em países com clima frio. Os elevados valores de acidez de 10 mg KOH / g (B2ET) e 6,65 mg KOH / g (BTMP) indicam a necessidade de tratamento desses produtos. A preferência pelo uso de catalisadores heterogêneos e pelo tratamento das amostras reduziria esses valores de acidez. No Rancimat, os resultados obtidos não foram satisfatórios, 6,81 horas para o B2ET e 3,78 para o BTMP. Conclui-se que o óleo de amêndoa de carnaúba pode ser utilizado como matéria-prima para a síntese de biolubrificantes por meio de reações de esterificação com os referidos álcoois e catalisadores, necessitando de mais estudos, visto que há necessidade de otimização do processo. |
Abstract: | In this work, carnauba oil was obtained by solvent extraction, and its use to obtain a biolubricant occurred through hydrolysis and esterification reactions via homogeneous and heterogeneous catalysis. Two catalysts (Amberlyst-15 and p-toluenesulfonic acid) were evaluated. For studies with heterogeneous catalyst, 2-ethylhexanol was used, and for the evaluation by homogeneous catalysis, trimethylolpropane was used. Both reactions took place for 6 hours, under reflux, magnetic stirring and inert atmosphere with nitrogen. In the heterogeneous catalysis the reaction temperature was 90 °C and in the homogeneous one, 107 °C, occurring in this reaction, the need to wash the material obtained to remove the catalyst with a 10% sodium bicarbonate solution. In heterogeneous catalysis, the catalyst was removed by vacuum filtration, and the alcohol by vacuum distillation. The characterizations of the oil and the synthesized biolubricants were obtained through physical-chemical analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The low acidity value (0.14 mg KOH/g) and the high viscosity index (174) compete with the oil, its use in metallic systems, in addition to maintaining lubricity even with varying temperatures. Oxidation stability can be improved through the use of additives. For the biolubricant made with 2-ethylhexanol (B2ET), the viscosity, pour point and specific mass were close to the values presented by biolubricants from oils already studied, such as castor and macauba oil. And the biolubricant made with trimethylolpropane (BTMP) had a higher pour point, and additives can be used to reduce the pour point, good pour values suggest the use of biolubricants in countries with a cold climate. The high acidity values of 10 mg KOH/g (B2ET) and 6.65 mg KOH/g (BTMP) indicate the need for treatment of these products. The preference for using heterogeneous catalysts and carrying out sample treatment would reduce these acidity values. In Rancimat, the results obtained were not satisfactory, 6.81 hours for B2ET and 3.78 for BTMP. It is concluded that carnauba almond oil can be used as raw material for the synthesis of biolubricants through esterification reactions with the aforementioned alcohols and catalysts, requiring further studies as there is a need for process optimization. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66567 |
Appears in Collections: | QUÍMICA - BACHARELADO - Monografias |
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