Modelagem cinética e termodinâmica da transesterificação de óleo de soja degomado catalisada por Zr/CaO

• Autor(a) principal: Lenz, Djonathan Luiz Giordani
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS)
• Texto Completo: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3975
• topic: Combustíveis alternativos; Biocombustíveis; Biodiesel; Etanol; Óleos combustíveis; Óleo de soja; Catálise

O biodiesel apresenta-se como uma alternativa de menor impacto ambiental em relação ao diesel mineral. A incorporação de parcelas maiores de biodiesel ao diesel de origem fóssil representa uma significativa redução de emissão de poluentes atmosféricos. A aplicação de catálise heterogênea para reações de transesterificação tem como principal finalidade a redução de custos do processo, o que é favorecido pela maior facilidade de recuperação e potencial de reciclagem apresentada. A utilização de etanol como reagente apresenta vantagens como menor toxicidade e produção de um combustível com maior número de cetano e melhor lubricidade, além de ter produção consolidada no Brasil. Uma revisão bibliográfica foi realizada investigando a aplicação de catalisadores heterogêneos para a transesterificação de óleo de soja. A pesquisa foi aplicada no banco de dados do Science Direct buscando artigos de pesquisa escritos em inglês, através das palavras-chave biodiesel AND transesterification and (“heterogeneous catalyst” OR “heterogeneous catalysis”) AND soybean oil, dentro do período de 2015 a 2019. Este trabalho apresenta uma investigação da utilização de óxido de cálcio impregnado com zircônio na produção de biodiesel a partir da transesterificação etílica de óleo de soja degomado. O catalisador foi preparado a partir de um método de impregnação úmida, contendo 15 wt % de Zr e calcinado a 700°C. As reações de transesterificação foram conduzidas em um reator em batelada com sistema de refluxo de etanol. Foram investigadas temperaturas entre 60°C e 90°C, quantidades de etanol em razão molar entre 15:1 e 27:1 em relação ao óleo e tempo de reação até 6h. As amostras obtidas foram filtradas para remoção do catalisador, o excesso de etanol foi evaporado e a mistura resultante foi centrifugada para separar a fase sobrenadante contendo biodiesel e acilgliceróis do glicerol. As amostras foram analisadas em HPLC-UV para quantificação dos acilgliceróis e determinação do rendimento. Para investigar os efeitos dos parâmetros reacionais, foi ajustado um modelo empírico linear de segunda ordem a partir de um delineamento experimental de Box-Behnken. Foi considerado um modelo cinético composto de três reações reversíveis consecutivas, em que para elevados valores de excesso de álcool, as reações podem ser descritas como de Pseudo primeira ordem na direção de formação dos produtos e de segunda ordem para a reação reversa. A partir das concentrações obtidas experimentalmente de acilgliceróis ao longo do tempo, para uma faixa de temperatura entre 60°C e 90°C foram ajustados 4 parâmetros para cada reação: , , ΔH0 e ΔS0. Dentro da faixa de parâmetros avaliada, o rendimento apresenta correlação direta com a temperatura e o tempo de reação e correlação inversa com a RM. Foi possível descrever com precisão o processo a partir do modelo proposto.