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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25358| Tipo: | TCC |
| Título: | Análise da produção de biodiesel a partir da etanólise de óleo refinado e residual |
| Autor(es): | Torquato, Davi Braga |
| Primeiro Orientador: | Ferreira, Andrea Lopes de Oliveira |
| Resumo: | O biodiesel é quimicamente definido como ésteres alquílicos de ácidos graxos derivados de óleos vegetais, gorduras animais ou matérias graxas residuais. Entretanto, o alto custo da matéria-prima quando se utiliza óleos vegetais refinados tem inviabilizado economicamente a produção desse biocombustível. Diante disso, muitas pesquisas têm atentado para o uso de matérias-primas de baixo valor agregado, como é o caso dos óleos residuais de fritura, mostrando a viabilidade técnica e benefícios ambientais de se utilizar um resíduo como matéria-prima. O processo mais comumente empregado para a sua produção é a transesterificação em meio alcalino (alcoólise). Nesse processo, óleos vegetais ou gorduras animais reagem com um álcool, sendo o metanol e o etanol os mais utilizados, em meio alcalino (normalmente NaOH ou KOH) produzindo ésteres alquílicos (biodiesel) e glicerina como subproduto. Neste trabalho, a alcoólise do óleo refinado de soja e óleo de fritura foi empregada utilizando etanol como o agente de transesterificação com catálises básica e enzimática. A transesterificação etílica com catálise enzimática foi realizada sob diferentes condições experimentais: razões molares (RM) etanol:óleo de 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 e 6:1 e tempos de reação de 1, 2, 24, 48 e 72 horas, com quantidade fixa de 10 g de óleo residual, uso de lipase imobilizada (Candida antarctica) com quantidade fixada em 5% em relação à massa de óleo empregada, na temperatura de 30ºC e agitação de 200 rpm. A etanólise do óleo refinado de soja foi analisada através de um planejamento experimental cujas variáveis foram: razões molares (RM) de 3:1, 6:1, 9:1 e 12:1 e temperaturas de 30 e 40 ºC. As reações foram conduzidas em erlenmeyers de 150 mL contendo 50 g de óleo refinado e 1 % de catalisador (hidróxido de sódio) em relação à massa de óleo medida, com quantidades de álcool determinadas pelo planejamento de experimentos, mantendo uma agitação fixa de 200 rpm. Os melhores resultados corresponderam as condições na temperatura de 30ºC e maiores razões molares, alcançando 92,28 % de rendimento em ésteres utilizando RM de 9:1 e 30ºC. Os dois melhores resultados obtidos na transesterificação do óleo refinado na condição de 30ºC, razões molares de 9:1 e 12:1, foram aplicados à alcoólise alcalina do óleo residual, com o emprego de 10 g do óleo. Entre os dois experimentos aplicados, a RM etanol:óleo de 9:1 obteve o melhor rendimento de ésteres do óleo residual (82,58%). Análises de viscosidade cinemática das amostras de ésteres etílicos obtidas foram realizadas para avaliar a compatibilidade com as especificações de qualidade vigentes. Os resultados dos procedimentos realizados, demonstram que a etanólise do óleo de soja e do óleo residual em meio alcalino podem ser conduzidas com sucesso, sob as condições estudadas. |
| Abstract: | Biodiesel is chemically defined as alkyl esters of fatty acids derived from vegetable oils, animal fats or residual fats. However, the high cost of raw materials when using refined vegetable oils has made it economically unfeasible to produce this biofuel. In view of this, many studies have focused on the use of low value-added raw materials, such as frying waste oils, showing the technical feasibility and environmental benefits of using a waste as raw material. The most commonly used process for its production is transesterification in an alkaline medium. In this process, vegetable oils or animal fats react with alcohol, with methanol and ethanol being the most commonly used in alkaline media (usually NaOH or KOH) producing alkyl esters (biodiesel) and glycerin as a by product. In this work, the alcoholysis of refined soybean oil and frying oil was employed using ethanol as the transesterification agent with basic and enzymatic catalysis. Ethyl transesterification with enzymatic catalysis was performed under different experimental conditions: ethanol:oil of 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 and 6:1 molar rations (MR) and reaction times of 1, 2, 24, 48 and 72 hours, with a fixed amount of 10 g of residual oil, use of immobilized lipase (Candida antarctica) with a fixed amount of 5% in relation to the oil mass used, at a temperature of 30ºC and agitation of 200 rpm. The ethanolysis of refined soybean oil was analyzed through experimental planning whose variables were: molar ratios (MR) of 3:1, 6:1, 9:1 and 12:1 and temperatures of 30 and 40 ºC. The reactions were conducted in erlenmeyer’s with capacities of 150 mL containing 50 g of refined oil and 1 % of catalyst (sodium hydroxide) in relation to the measured oil mass, with quantities of alcohol determined by the planning of experiments, maintaining a fixed agitation of 200 rpm. The best results corresponded to conditions at a temperature of 30ºC and higher molar ratios, achieving 92.28 % ester yield using 9:1 and 30ºC MR. The two best results obtained in the transesterification of refined oil in the 30ºC condition, molar ratios of 9:1 and 12:1, were applied to the alkaline alcoolysis of the residual oil, with the use of 10 g of oil. Between the two applied experiments, the 9:1 molar ratio (MR) obtained the best residual oil ester yield (82.58%). Kinematic viscosity analyses of the ethyl ester samples obtained were performed to assess compatibility with the current quality specifications. The results of the procedures performed demonstrate that the ethanolysis of soybean oil and residual oil in alkaline media can be successfully conducted under the conditions studied. |
| Palavras-chave: | Biodiesel óleo refinado de soja catálise enzimática óleo residual |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Engenharia Química |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25358 |
| Data do documento: | 17-Set-2019 |
| Aparece nas coleções: | TCC - Engenharia Química |
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