Título: SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO DE CATALISADORES ÁCIDOS EM REAÇÕES DE ESTERIFICAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Título alternativo: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND APPLICATION OF ACID CATALYSTS IN ESTERIFICATION REACTIONS FOR A BIODIESEL PRODUCTION

Autoria de: Ana Claudia Tempesta Baratti

Orientação de: Zuy Maria Magriotis

Presidente da banca: Zuy Maria Magriotis

Primeiro membro da banca: Cristiane Alves Pereira

Segundo membro da banca: Natalia Maira Braga Oliveira

Palavras-chaves: Biodiesel, Esterificação, Catalisadores, Catálise Ácida Heterogênea, Óxido de Lantânio

Data da defesa: 12/06/2019

Semestre letivo da defesa: 2019-1

Data da versão final: 26/06/2019

Data da publicação: 26/06/2019

Referência: Baratti, A. C. T. SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO DE CATALISADORES ÁCIDOS EM REAÇÕES DE ESTERIFICAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL. 2019. 59 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.

Resumo: A maior parte da energia consumida no mundo é proveniente de fontes não renováveis, tais como petróleo, gás natural e carvão. Portanto, o biodiesel, por ser gerado por meio de fontes renováveis de energia, tornou-se uma rota alternativa e promissora. As rotas para produção de biodiesel são diversas, porém, as mais utilizadas são transesterificação e esterificação, ambas na presença de um catalisador. Na reação de transesterificação, os triglicerídeos reagem com álcoois de cadeia curta (metanol ou etanol), na presença de um catalisador, formando ésteres e glicerol. A produção de biodiesel por meio da esterificação baseia-se na reação entre um ácido graxo e um álcool de cadeia curta, na presença de um catalisador ácido, gerando ésteres como produto e água como subproduto. A reação de esterificação, por utilizar ácidos graxos se tornou uma rota alternativa para a produção de biodiesel, devido a viabilidade do uso de matérias primas de baixo valor agregado (resíduos), além de não ocorrer a formação de sabão. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade do catalisador ácido heterogêneo à base de óxido de lantânio sulfatado, 2, 5 e 10 com relação a massa dos precursores, suportado sobre sílica-alumina (Siral 30 ???? S) e alumina (Puralox ???? P) na reação de esterificação. Os efeitos das variáveis independentes (temperatura, razão molar ácido oleicometanol e porcentagem de catalisador em relação a massa de ácido oleico) e suas interações sobre a variável dependente (conversão de ácido oleico a oleato de metila) foram analisados por meio de um planejamento fatorial 23. As condições reacionais foram otimizadas pela Metodologia de Superfície de Resposta utilizando o planejamento fatorial completo com três repetições no ponto central. Os catalisadores foram caracterizados utilizando a análise termogravimétrica e a espectroscopia na região do infravermelho. A análise termogravimétrica permitiu avaliar as perdas de massa do material em função da temperatura, a fim de determinar a temperatura utilizada no tratamento térmico. A espectroscopia na região do infravermelho possibilitou determinar os grupos funcionais presentes nos catalisadores estudados. Os melhores resultados de conversão encontrados nos testes catalíticos foram 66,9 para o catalisador S, 80,0 para S2, 55,5 para S5, 94,2 para S10, 50,3 para P, 85,5 para P2, 60,6 para P5 e 66,1 para P10. Os resultados mostraram que os catalisadores estudados podem ser aplicados de forma eficiente na reação de esterificação para produção do biodiesel.

Abstract: Most of the energy consumed in the world comes from non-renewable sources, such as oil, natural gas and coal. Therefore, biodiesel, as it is released through renewable energy sources, has become an alternative and promising route. The routes for biodiesel production are diverse, however, as transesterification and esterification are the most used, which are present in the presence of catalyst. In the transesterification reaction, the triglycerides, the short chain conduction reaction (methanol or ethanol), in the presence of a catalyst, forming esters and glycerol. The production of biodiesel by means of esterification is based on a fatty acid and a short chain acid in the presence of an acid catalyst, generating esters as product and water as byproduct. The esterification correction, in turn, is an alternative for biodiesel production, due to a viability of the use of raw materials of low added value, besides no soap formation. Thus, this work had its activity as a fatty acid catalyst based on sulfated lanthanum oxide, 2, 5 and 10 with respect to precursor mass, supported by silica alumina (Siral 30-S) and alumina (Puralox-na esterification reaction. The effects of the independent variables (temperature, oleic acid methanol molar ratio and percentage of catalyst relative to mass of oleic acid) and their interactions on the dependent variable (conversion of oleic acid to methyl oleate) were analyzed by means of a planning factorial 23. The reaction conditions were optimized by the Response Surface Methodology using the complete factorial design with three replicates at the central point. The catalysts were characterized using thermogravimetric analysis and spectroscopy in the infrared region. The thermogravimetric analysis allowed to evaluate the mass losses of the material as a function of temperature, in order to determine the temperature used in the heat treatment. Infrared spectroscopy allowed to determine the functional groups present in the catalysts studied. The best conversion results found in the catalytic tests were 66.9 for S catalyst, 80.0 for S2, 55.5 for S5, 94.2 for S10, 50.3 for P, 85, 5 for P2, 60.6 for P5 and 66.1 for P10. The results showed that the studied catalysts can be efficiently applied in the esterification reaction for biodiesel production.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20191201510002

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/43641

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Ana Claudia Tempesta Baratti e Universidade Federal de Lavras

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