Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/42890
Type: Dissertação
Title: Esterificação e transesterificação de óleos de macaúba com elevada e baixa acidez catalisadas por resinas de troca iônica
Authors: Daniel Bastos de Rezende
First Advisor: Maria Helena Caño de Andrade
Abstract: O valor da matéria-prima, fonte de triacilgliceróis, possui a maior contribuição no preço final do biodiesel produzido pelas rotas tradicionais, atualmente adotadas na maioria dos processos em escala industrial. Isso ocorre devido à necessidade de utilização de óleos nobres, com baixos índices de acidez, como o óleo de soja. Outro fator que eleva os custos na produção desse biocombustível é o não aproveitamento do catalisador homogêneo utilizado, geralmente, hidróxidos ou metóxidos de sódio ou potássio. Além disso, são necessárias etapas de purificação do biodiesel para remoção do catalisador que permaneceu em solução e operações para tratamento do efluente gerado, gerando mais gastos. O presente trabalho pretende inovar em dois aspectos que se somam. O primeiro, relacionado ao uso de uma matéria-prima oleaginosa em foco no Estado de Minas Gerais, cuja atual forma extrativista de obtenção a classifica como matéria-prima de acidez elevada, portanto não apta para a produção de biodiesel por processos convencionais. O segundo, visa avaliar a viabilidade técnica da utilização de resinas de troca iônica comerciais (catiônicas e aniônicas) como catalisadores das reações de esterificação e transesterificação, utilizando uma amostra de óleo de macaúba de acidez elevada e uma amostra de óleo de macaúba com baixa acidez, respectivamente. A idéia central do trabalho consiste em avaliar eficiência de conversão dos reagentes na presença desses catalisadores, que podem ser facilmente removidos do meio reacional e reaproveitados, poupando gastos com catalisador e com etapas de purificação. Como resultado deste trabalho obteve-se, em uma amostra de óleo de macaúba com acidez inicial de 40,8 %m/m em ácido oléico, reduções de até 94,7% com o uso da utilização de resinas catiônicas como catalisador, evidenciando o seu potencial de uso no pré-tratamento de óleos ácidos para produção de biodiesel. Adicionalmente, com as resinas de troca aniônica, uma conversão de 99,6% foi alcançada em duas etapas de transesterificação. Em outra avaliação com o óleo de acidez elevada, o processo reacional em duas etapas, esterificação seguida de transesterificação, obteve-se conversão de 84,5%. Ambos os resultados indicam grande potencial na utilização das resinas de troca iônica como catalisadores na produção de biodiesel.
Abstract: The cost of raw materials, source of triglycerides, has the largest contribution to the final price of biodiesel produced by traditional routes, currently adopted in most industrial-scale processes. That contribution comes from the need to use edible and noble oils, with low acidity, such as soybean oil, due to limitations in current technologies. Other fact that raises costs of biodiesel is the use of homogeneous catalyst, like hydroxides and methoxides, which can not be recovered and reused. In addition, post-treatment steps are necessary to purify the biodiesel to remove the catalyst that remained in solution after the reaction, raising the costs of the final product. Those post-treatment operations generate effluents that must have an appropriate destination. This study innovates in two aspects. The first one, relates to the use of a vegetable oil in focus in the State of Minas Gerais, Brazil, in which the current extractive yield generates a raw material with high acidity and, therefore, not suitable to be used in biodiesel production. The second one evaluates the technical feasibility of using ion exchange resins, cationic type and anionic type, as catalyst for esterification and transesterification reactions with samples of macauba oil (Acrocomia aculeata) with high acidity and low acidity, respectively. The advantages of using ion exchange resins as catalysts is that they can be reused, regenerated and easily removed from the reaction product. As a result of this work, in a sample of oil with an initial acidity of 40.8% were achieved acidity reductions up to 94.7% by using cationic resins as catalyst, demonstrating its potential use in the oil pretreatment step. Furthermore, with anion exchange resins, a conversion of 99.6% was achieved in a two sequential steps of transesterification. In another evaluation with high acidity oil sample, the reaction process in two stages, esterification followed by transesterification, a conversion of 84.5% was obtained. All of these results indicate the considerable potential for the use of ion exchange resins as catalysts in biodiesel production.
Subject: Engenharia química
Biodiesel
Macaúba
Catálise
Esterificação (Química)
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/42890
Issue Date: 1-Mar-2011
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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