Preparação e caracterização de catalisador heterogêneo sintetizado a partir da casca de ovo para produção de biodiesel
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21025 |
Resumo: | The increase in global energy demand, mostly from non-renewable sources, has motivated the development of new sources of alternative energy. In this search for new sources, Biodiesel emerged, a biofuel with low toxicity and biodegradable, generally obtained from the transesterification reaction in which 1 (one) mol of the triacylglycerides reacts with 3 (three) moles of alcohol (methanol or ethanol) to form 3 (three) moles of biodiesel and 1 (one) mole of glycerol, with the help of homogeneous or heterogeneous catalysts. However, the use of heterogeneous catalysts has a higher cost, when compared to homogeneous catalysis, which connotes the search for cheaper raw materials. In order to favor the cost benefit, a study was carried out that consisted of the use of CaO (calcium oxide), which has a high catalytic capacity, obtained from the calcination of the hen's egg shell. Based on this sustainable perspective, this work had as main objective the synthesis and characterization of heterogeneous catalyst obtained from the calcined eggshell, for the production of biodiesel from cottonseed oil and safflower via ethyl route, starting from factorial planning 23. The catalyst was prepared from calcination at different temperatures (600, 700, 800 and 900ºC) for 2 hours, and characterized from X-Ray Diffraction (XRD), Granulometric Distribution (DG), Zeta Potential, Nitrogen Adsorption Analysis (BET/BJH), Experimental Density by Pycnometry (DE) and Infrared Spectroscopy (FTIR). The esters obtained during the transesterification reaction were characterized by gas chromatography and FTIR. In terms of the catalytic activity of CaO, from the applied factorial planning, a maximum yield in the transesterification of 85.83% was obtained for cotton oil, and when the best reaction condition was adopted and the amount of CaO varied from 1 to 5 %, there were excellent conversions of up to 98.76% in biodiesel. Conversions in biodiesel of up to 99.98% were achieved for safflower oil. The results achieved showed a promising application of alternative CaO for the production of biodiesel, making the process even more sustainable. |
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Preparação e caracterização de catalisador heterogêneo sintetizado a partir da casca de ovo para produção de biodieselCatalisador sustentávelCasca de ovoÓxido de cálcioBiodieselSustainable catalystEggshellCalcium oxideCNPQ::ENGENHARIASThe increase in global energy demand, mostly from non-renewable sources, has motivated the development of new sources of alternative energy. In this search for new sources, Biodiesel emerged, a biofuel with low toxicity and biodegradable, generally obtained from the transesterification reaction in which 1 (one) mol of the triacylglycerides reacts with 3 (three) moles of alcohol (methanol or ethanol) to form 3 (three) moles of biodiesel and 1 (one) mole of glycerol, with the help of homogeneous or heterogeneous catalysts. However, the use of heterogeneous catalysts has a higher cost, when compared to homogeneous catalysis, which connotes the search for cheaper raw materials. In order to favor the cost benefit, a study was carried out that consisted of the use of CaO (calcium oxide), which has a high catalytic capacity, obtained from the calcination of the hen's egg shell. Based on this sustainable perspective, this work had as main objective the synthesis and characterization of heterogeneous catalyst obtained from the calcined eggshell, for the production of biodiesel from cottonseed oil and safflower via ethyl route, starting from factorial planning 23. The catalyst was prepared from calcination at different temperatures (600, 700, 800 and 900ºC) for 2 hours, and characterized from X-Ray Diffraction (XRD), Granulometric Distribution (DG), Zeta Potential, Nitrogen Adsorption Analysis (BET/BJH), Experimental Density by Pycnometry (DE) and Infrared Spectroscopy (FTIR). The esters obtained during the transesterification reaction were characterized by gas chromatography and FTIR. In terms of the catalytic activity of CaO, from the applied factorial planning, a maximum yield in the transesterification of 85.83% was obtained for cotton oil, and when the best reaction condition was adopted and the amount of CaO varied from 1 to 5 %, there were excellent conversions of up to 98.76% in biodiesel. Conversions in biodiesel of up to 99.98% were achieved for safflower oil. The results achieved showed a promising application of alternative CaO for the production of biodiesel, making the process even more sustainable.NenhumaO aumento da demanda energética mundial, em sua maior parte, oriunda de fontes não-renováveis, tem motivado o desenvolvimento de novas fontes de energias alternativas. Nesta busca por novas fontes, surgiu o Biodiesel, um biocombustível com baixa toxicidade e biodegradável, obtido geralmente a partir da reação de transesterificação na qual 1 (um) mol dos triacilglicerídeos reage com 3 (três) mols de álcool (metanol ou etanol) para formar 3 (três) mols de biodiesel e 1 (um) mol de glicerol, com o auxílio de catalisadores homogêneos ou heterogêneos. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem custo mais elevado, quando comparado à catálise homogênea, o que conota na busca de matérias-primas mais baratas. Com o intuito de favorecer o custo benefício, foi realizado um estudo que consistiu no emprego do CaO (óxido de cálcio), que detém uma alta capacidade catalítica, obtido a partir da calcinação da casca do ovo de galinha. Com base nessa perspectiva sustentável, este trabalho teve como objetivo principal a síntese e caracterização de catalisador heterogêneo obtido a partir da casca de ovo calcinado, para produção do biodiesel das oleaginosas de algodão e cártamo via rota etílica, partindo de planejamento fatorial 23. O catalisador foi preparado a partir da calcinação em diferentes temperaturas (600, 700, 800 e 900ºC) por 2 horas, e caracterizado a partir da Difração de Raios X (DRX), Distribuição Granulométrica (DG), Potencial Zeta, Análise por Adsorção de Nitrogênio (BET/BJH), Densidade Experimental por Picnometria (DE) e Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR). Os ésteres obtidos durante a reação de transesterificação foram caracterizados por cromatografia gasosa e FTIR. Em termos de atividade catalítica do CaO, a partir do planejamento fatorial aplicado, foi obtido para o óleo de algodão um rendimento máximo na transesterificação de 85,83%, e quando adotado a melhor condição reacional e variando a quantidade de CaO de 1 a 5%, chegou-se a excelentes conversões de até 98,76 % em biodiesel. Para o oléo de cártamo foram alcançadas conversões em biodiesel de até 99,98%. Os resultados alcançados demonstraram promissora aplicação do CaO alternativo para a produção de biodiesel, tornando o processo ainda mais sustentável.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBDantas, Joeldahttp://lattes.cnpq.br/0835933416564294Silva, Marta Célia Dantashttp://lattes.cnpq.br/6057795603782162Pinto, Rennêr Ribeiro2021-09-15T14:23:28Z2021-03-242021-09-15T14:23:28Z2021-02-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21025porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T18:09:01Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/21025Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T18:09:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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