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Tipo: Dissertação
Título: Proposta de aproveitamento integrado da biomassa cártamo (Carthamus tinctorius l.)
Título em inglês: Proposal for integrated use of safflower biomass (Carthamus tinctorius L.)
Autor(es): Cavalcante, Maria Vanderly Nascimento
Orientador: Rios, Maria Alexsandra de Sousa
Coorientador: Lopes, Ada Amelia Sanders
Palavras-chave em português: Sementes oleaginosas;Cártamo;Biodiesel;Biomassa;Bioenergia
Palavras-chave em inglês: Oilseeds;Safflower;Biodiesel fuels;Biomass;Bioenergy
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Data do documento: 2024
Citação: CAVALCANTE, Maria Vanderly Nascimento. Proposta de aproveitamento integrado da biomassa cártamo (carthamus tinctorius l.). 2024. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: Diante da questão energética, a busca pela diversificação e o aprimoramento de novas fontes para obtenção de uma energia cada vez mais sustentável se tornou uma necessidade mundial. Nesse sentido, este trabalho avaliou o uso das sementes de cártamo (Carthamus tinctorius L.) como potencial fonte renovável na produção de biocombustível, realizando um aproveitamento integrado da mesma, desde a produção e uso do óleo para biodiesel, até as análises térmicas das sementes após a extração do óleo visando a produção de bioenergia. Na extração do óleo, o método utilizado foi o Soxhlet e encontrou-se que o rendimento da extração ficou em torno de 29,32%. O índice de acidez do óleo e saponificação foram de 0,749 mg KOH/g e 180,811 mg KOH/g, respectivamente, revelando assim o potencial desta oleaginosa para produção de biodiesel. O óleo também foi avaliado pelas caracterizações de massa específica e viscosidade cinemática, além de caracterizações estruturais via FTIR, RMN ¹H e estabilidade oxidativa. O processo de produção do biodiesel se deu por meio da transesterificação em reator batelada. Alguns parâmetros avaliados conforme resolução ANP Nº 920/2023 foram massa especifica a 20 ºC, Viscosidade cinemática a 40 ºC, Índice de acidez e Estabilidade à oxidação a 110 ºC. O teor de éster foi avaliado por meio de RMN ¹H. Na produção de biomassa com o farelo, as análises realizadas foram imediata (teor de cinzas (NBR 16550), voláteis (ASTM D3175-20) e carbono fixo (ASTM D3172-13)) e elementar (teor em massa de nitrogênio (%N), hidrogênio (%H), carbono (%C), oxigênio (%) e enxofre (%S)), e teor de umidade (NBR 16550), por meio das quais realizou-se a estimativa do poder calorífico da biomassa. O biodiesel produzido apresentou índice de acidez de 0,2 mg KOH/g, massa específica de 881,7 Kg/cm³, viscosidade a 40 ºC de 4,1 mm²/s e conversão em ésteres de 95,24%. A biomassa obteve teor de umidade (%) em torno de 11,84±0,13, teor de cinzas (%) de 8,68 ± 0,06, teor de massa de voláteis (%) de 79,44 ± 0,28 e carbono fixo (%) de 11,88±0,28. Na análise elementar, a composição média encontrada foi 45,24 de %C, 6,06 de %H, 35,33 de % O, 4,68 de % N e 0,00 de %S. O poder calorifico apresentou valores entre 17 MJ/kg e 19 MJ/kg, aproximadamente. Assim, por meio destes resultados pode-se testificar a proposta do aproveitamento integrado das sementes de cártamo como fonte de produção energética.
Abstract: Faced with the energy issue, the search for diversification and improvement of new sources to obtain increasingly sustainable energy has become a global need. In this sense, this work evaluated the use of safflower seeds (Carthamus tinctorius L.) as a potential renewable source in the production of biofuel, carrying out an integrated use of it, from the production and use of oil for biodiesel, to thermal analysis of the seeds. after oil extraction for bioenergy production. In oil extraction, the method used was Soxhlet and it was found that the extraction yield was around 29,32%. The oil's acidity value and saponification were 0.749 mg KOH/g and 180.811 mg KOH/g, respectively, thus revealing the potential of this oilseed for biodiesel production. The oil was also evaluated by specific mass and kinematic viscosity characterizations, in addition to structural characterizations via FTIR, ¹H NMR and oxidative stability. The biodiesel production process took place through transesterification in a batch reactor. Some parameters evaluated according to ANP resolution Nº 920/2023 were specific mass at 20 ºC, Kinematic viscosity at 40 ºC, Acid index and Oxidation stability at 110 ºC. The ester content was evaluated using ¹H NMR. In the production of biomass with bran, the analyzes carried out were immediate (ash content (NBR 16550), volatile (ASTM D3175-20) and fixed carbon (ASTM D3172-13)) and elemental (nitrogen mass content (%N), hydrogen (%H), carbon (%C), oxygen (%) and sulfur (%S)), and moisture content (NBR 16550), through which the calorific value of biomass was estimated. The biodiesel produced had an acidity value of 0.2 mg KOH/g, specific mass of 881.7 kg/cm³, viscosity at 40 ºC of 4.1 mm²/s and conversion into esters of 95.24%. The biomass had a moisture content (%) of around 11.84 ± 0.13, ash content (%) of 8.68 ± 0.06, volatile mass content (%) of 79.44 ± 0.28 and fixed carbon (%) of 11.88 ± 0.28. In the elemental analysis, the average composition found was 45.24 %C, 6.06 %H, 35.33 % O, 4.68 % N and 0.00 %S. The calorific value show between 17 MJ/kg and 19 MJ/kg, approximately. Thus, through these results it is possible to testify the proposal for the integrated use of safflower seeds as a source of energy production.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79450
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/5187102098042610
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/6872916731299617
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/0611438845515999
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DEME - Dissertações defendidas na UFC

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