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Type: Dissertação
Issue Date: 18-Dec-2013
Authors: GONÇALVES, Jefferson Dias
First Advisor: SANTOS, Geormenny Rocha dos
First Co-Advisor: AZNAR, Martín
Title: Equilíbrio líquido-líquido dos sistemas biodiesel de castanha do Brasil + metanol + (glicerina ou água): determinação experimental e modelagem termodinâmica
Citation: GONÇALVES, Jefferson Dias. Equilíbrio líquido-líquido dos sistemas biodiesel de castanha do Brasil + metanol + (glicerina ou água): determinação experimental e modelagem termodinâmica. 2013. 121 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2013. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Resumo: O biodiesel é definido como sendo uma mistura de monoésteres de ácidos graxos derivados de gorduras animal ou óleos vegetais, obtido por meio do processo de transesterificação com alcoóis de cadeia curta. Durante a sua produção é utilizada uma quantidade em excesso de álcool e um catalisador para favorecer a reação de formação dos ésteres; desta forma a corrente de saída do reator contém o catalisador, o álcool que não reagiu e os produtos da transesterificação, biodiesel e glicerina, formando um sistema bifásico; dependendo do grau de solubilidade desses compostos, pode haver quantidades de biodiesel na fase rica em glicerina e quantidades de glicerina na fase rica em biodiesel. Durante o processo de purificação do biodiesel é necessário executar uma lavagem com água, para promover a retirada do catalisador e impurezas do produto de interesse. Devido à quantidade de compostos envolvidos na produção e purificação é essencial conhecer os dados de equilíbrio líquido-líquido para poder predizer as proporções em que os compostos coexistem e, posteriormente, proceder com a purificação sob condições adequadas para obtenção do biodiesel com maior rendimento e auxiliar no projeto do reator e sistemas de separação. Os objetivos desse trabalho foram produzir o biodiesel a partir de uma planta oleaginosa nativa da região, a castanha do Brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) e, determinar dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para os sistemas ternários: biodiesel de castanha do Brasil + metanol + glicerina e biodiesel de castanha do Brasil + metanol + água nas temperaturas de 30°C e 50°C. O biodiesel produzido foi inicialmente caracterizado segundo as normas da Agência Nacional de Petróleo (ANP) utilizando métodos físico-químicos. Os dados obtidos foram posteriormente correlacionados com os modelos termodinâmicos NRTL e UNIQUAC para o calculo do coeficiente de atividade de cada componente na fase liquida, com estimativa de novos parâmetros de interação energética. Os resultados obtidos com a modelagem foram satisfatórios, e foi observado que o modelo NRTL representou melhor os dados experimentais.
Abstract: Biodiesel is defined as being a mixture of fatty esters derived of animal fats or vegetable oils, obtained through the process of transesterification with short chain alcohols. During the production is used a quantity in excess of alcohol and a catalyst to propitiate the formation reaction of esters; in this way the output flow of the reactor contains the catalyst, the unreacted alcohol and products obtained by transesterification, biodiesel and glycerin, forming a biphasic system; depending on the solubility of these compounds, will may there be amounts of biodiesel and glycerin-rich phase and quantities of glycerin in biodiesel-rich phase. During the process of purification of biodiesel it is necessary to accomplish a washing with water, to promote removal of the catalyst and impurities of the product of interest. Due to the amount of compounds involved in the production and purification is essential to know the liquid-liquid equilibrium data in order to predict the proportions in which the compounds coexist and subsequently, to proceed with purification under suitable conditions for obtaining biodiesel with greatest efficiency and to assist in the design of the reactor and tanks. The objectives of this work were to produce biodiesel from oleaginous plants native to the region, the Brazil nut (Bertholletia excelsa H. B. K.) and to establish liquid-liquid equilibrium data (ELL) to ternary systems: biodiesel of Brazil nut + methanol + glycerin and biodiesel of Brazil nut + methanol + water at temperatures of 30° C and 50° C. The biodiesel produced was initially characterized in accordance with the standards of the National Petroleum Agency (ANP) using physicochemical methods. The data obtained were afterward correlated with NRTL and UNIQUAC thermodynamic models for the calculation of the coefficient of activity of each component in the liquid phase, with new energetic interaction parameters obtained. The results obtained from the modeling were satisfactory, and was observed that the NRTL model represented better the experimental data.
Keywords: Termodinâmica
Biodiesel
Óleos vegetais
Castanha-do-Brasil
NRTL
UNIQUAC
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Tecnologia
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Appears in Collections:Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC

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