Parâmetros cinéticos de reações de transesterificação metanólica de óleos vegetais determinados por análise termogravimétrica

• Autor(a) principal: Thomas, Nathieli
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3453
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Biodiesel; Esteres; Óleos vegetais; Biodiesel fuels; Esters; Vegetable oils; Engenharia Sanitária

Com o esgotamento de reservas naturais, surge a necessidade de substituição de fontes de energia que são derivados de petróleo, para algo mais sustentável, aparecem então no cenário mundial os biocombustíveis. Entre os biocombustíveis, o biodiesel vem ganhando destaque, nos meios econômico, social e ambiental. Para a obtenção do biodiesel, ocorre a transesterificação ou esterificação de óleos vegetais ou gorduras animais com álcoois de cadeia curta na presença de um catalisador. Sendo a conversão do óleo em biodiesel analisados por métodos mais comuns como a cromatografia. Este trabalho utiliza a análise termogravimétrica como método diferencial na determinação da conversão de óleo em ésteres metílicos, aplicando modelagem matemática para avaliação dos parâmetros cinéticos. Os ésteres metílicos foram obtidos por meio de transesterificação do óleo de amêndoa de macaúba e óleo de soja, utilizando diferentes catalisadores, em variadas temperaturas. Por meio da análise termogravimétrica foi possível verificar a eficiência na leitura para obter a conversão dos óleos em ésteres, ao observar-se dois processos bem definidos, sendo o primeiro em 210 ºC relacionado aos ésteres formados e o segundo em no máximo 365 ºC relacionado ao triglicerídeo residual. Com esses resultados, o fator de dispersão analisado ficou em 0,9992, comprovando o comportamento observado e a eficácia da técnica. Após a obtenção do teor de ésteres, aplicou-se a modelagem matemática para validação do método, utilizando parâmetros cinéticos como o coeficiente de velocidade e a energia de ativação. Para isso foram utilizados dois modelos pseudo-homogêneos, um de primeira ordem e outro de segunda ordem, da qual, os dois modelos alcançaram resultados satisfatórios. Foi então avaliado a utilização dos catalisadores Metóxido de Potássio, Ácido Sulfúrico (H2SO4), Ácido p-toluenosulfônico (p-TS) e o líquido iônico Bissulfeto de 1-metilimidazol [BMI][HSO4], conforme as temperaturas aplicadas, sendo 65 ºC, 55 ºC e 45 ºC para o Ácido p-toluenosulfônico, 45 ºC, 35 ºC e 25 ºC para metóxido de potássio e 95 ºC para o Ácido Sulfúrico (H2SO4). Como resultado, o líquido iônico foi o único que não alcançou o efeito esperado como catalisador. O líquido iônico empregado na reação foi obtido através da síntese do Brometo de 1-metilimidazol [BMI][Br], também sintetizado com Ácido Sulfúrico (H2SO4), por 4 horas de refluxo e agitação em banho de gelo. Onde a eficácia da síntese, foi comprovada nas análises de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H). As análises físico-químicas dos óleos e respectivos ésteres também se fizeram necessárias, para apontar o estado de conservação e qualidade dos mesmos, respectivamente. Realizou as análises de índice de acidez, iodo, peróxido, densidade, Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), e a análise termogravimétrica que apontaram o estado de conservação dos óleos utilizados e a qualidade do éster resultante, conforme os padrões estabelecidos na legislação.