Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/1843/CMPS-6VEGCG| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Avaliação da viabilidade de se produzir biodiesel através da transesterificação de óleo de grãos de café defeituosos |
| Authors: | Rodrigo Ribeiro da Silva Camargos |
| First Advisor: | Adriana Silva Franca |
| First Referee: | Leandro Soares de Oliveira |
| Second Referee: | Ramon Molina Valle |
| Abstract: | O presente trabalho teve como objetivo geral o estudo da viabilidade de se produzir biodiesel a partir de grãos defeituosos de café, como alternativa à remoção de grãos defeituosos do mercado. Utilizou-se na produção de biodiesel óleo de café proveniente de grãos sadios, de uma mistura de grãos defeituosos dos tipos preto, verde e ardido (mistura PVA) e óleo de soja refinado. Determinou-se a acidez dos óleos utilizados. Realizaram-se as reações de transesterificação em reator encamisado com agitação mecânica. Testaram-se dois álcoois, metanol e etanol, na presença de catalisador básico (metóxido de sódio) e ácido (ácido sulfúrico). Analisaram-se amostras dos biodiesel produzidos através de cromatografia gasosa para se determinar a conversão das reações. Determinou-se a densidade, viscosidade e o poder calorífico das amostras. Observou-se que a acidez do óleo obtido a partir dos grãos de café defeituosos é superior. As reações efetuadas na presença de catalisador básico apresentaram duas fases após o término da reação para de café sadio. Para óleo de grãos defeituosos de café, os produtos da reação gelificaram devido à grande quantidade de ácidos graxos livres saponificados. Observou-se separação de fases após catálise ácida somente para o óleo de soja. Após a remoção do álcool observou-se gelificação das amostras de biodiesel obtido a partir de óleo de café, tanto para grãos sadios quanto para grãos defeituosos. No entanto, foi observada separação de fases (biodiesel e glicerina) após tratamento ácido e centrifugação das amostras. Observou-se um maior rendimento para as reações realizadas com óleo de soja. A presença de impurezas e ácidos graxos livres nos óleos de café explica essa diferença. A transesterificação do óleo provocou redução significativa da viscosidade em todos os casos. A densidade do biodiesel produzido é menor que do óleo, para óleo de soja e de grãos de café sadios. Houve ligeiro aumento da densidade para biodiesel produzido com óleo da mistura PVA. O poder calorífico superior aumentou, comparando-se o óleo com o biodiesel, para soja e para a mistura PVA. Não houve alteração entre óleo e biodiesel de grãos de café sadio. Diferenças nas impurezas presentes nos óleos podem explicar tais comportamentos. O biodiesel obtido para as três fontes está dentro dos limites estabelecidos por norma européia, considerando-se apenas densidade, viscosidade e poder calorífico superior. Todas as amostras, quando comparadas com diesel comum, apresentaram valores de densidade e viscosidade ligeiramente superior e valores de poder calorífico ligeiramente inferiores. Com base nos resultados obtidos neste trabalho pode-se concluir que a produção de biodiesel a partir de óleo de café de grãos defeituosos é viável. |
| Abstract: | The present work general objective was the study of the feasibility of producing biodiesel from defective coffee beans, as an alternative for removing those defective beans from the international market. Soybean oil and coffee oil from both defective and healthy beans were used to produce biodiesel. Coffee oils were obtained by solvent (hexane) extraction in an industrial Soxhlet apparatus with an extraction capacity of 20 kg of beans per batch. The soybean oil was acquired from local markets. All oils had it acidity determined. The transesterification reactions were performed in a stirred reactor, heated by a hot water jacket. The temperature of the water in the jacket was controlled by a thermostatic water bath. Two alcohols were employed, methanol and ethanol, in the presence of both basic (sodium methoxide) and acid (sulfuric acid) catalysts. Biodiesel samples produced were analyzed by gas chromatography in order to determine reaction conversion. Density, viscosity and heat of combustion of the biodiesel produced were also determined. Coffee oil from defective beans presented the greatest acidity. Reactions performed with oil from healthy coffee beans in the presence of basic catalyst presented complete phase separation at the end of the reaction. The product of the transesterification reaction using oil from defective coffee beans gelified completely due to large amounts of free fatty acids present in the oil. Phase separation in reaction product using acid catalyst was observed only for soybean oil. Removing excess alcohol from product reactions for both healthy coffee bean oil and defective coffee bean oil resulted in complete sample gelification. However, phase separation was observed after treating samples with acid. Biodiesel samples produced with soybean oil presented the greatest yields. The presence of impurities and free fatty acids in both coffee oils explain such difference in yields. Viscosity reduction was observed for all samples after transesterification. Samples produced from healthy coffe bean oil and soybean oil showed reduction in density and those produced using defective coffee bean oil presented an increase in viscosity. Heat of combustion increased for biodiesel produced from soybean oil and defective coffee oil when compared to crude oil. Heat of combustion for biodiesel from healthy coffee oil was similar to that of the crude oil. Differences in the nature of impurities present in both coffee oils can explain such behavior. All characteristics determined for biodiesel samples attended Europeans standards. When compared to Diesel No.2 fuel, all samples presented greater density and viscosity and lower heat of combustion. Regarding the results obtained in this work it is possible to conclude that the production of biodiesel from defective coffee beans is feasible. |
| Subject: | Engenharia quimica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/CMPS-6VEGCG |
| Issue Date: | 28-Apr-2005 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| disserta__o_de_mestrado___rodrigo_ribeiro.pdf | 1.04 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.