Navegando por Assunto "Transesterification"

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Acesso aberto (Open Access)
Preparação e avaliação de catalisador heterogêneo ácido baseado em óxido de grafeno funcionalizado para síntese de biodiesel
(Universidade Federal do Pará, 2021-09-24) SILVA, Paula Maria Melo da; CONCEIÇÃO, Leyvison Rafael Vieira da; http://lattes.cnpq.br/7467898936995220
O presente estudo tem por objetivo a síntese de um catalisador heterogêneo ácido derivado de óxido de grafeno, aplicado na reação de transesterificação do óleo de soja para a obtenção de biodiesel. O suporte catalítico de óxido de grafeno foi sintetizado a partir da oxidação do grafite para produzir um eficiente catalisador heterógeno ácido e o trióxido de molibdênio (MoO3) como fase ativa. A síntese do suporte e do catalisador foi confirmada por meio das técnicas de caracterização de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Termogravimétrica (TG/DTG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios–X por Dispersão em Energia (EDS) e Difração de Raios–X (DRX). A otimização dos testes catalíticos das reações de transesterificação teve como parâmetros avaliados a temperatura na faixa de 120–160 °C, o tempo entre 1–5 h, a concentração do catalisador compreendida em 10% (m/m) e razão molar óleo/álcool no intervalo de 25:1– 45:1. Os estudos reacionais evidenciaram como ponto ótimo a temperatura de 140 °C, tempo de 5 h, concentração do catalisador 6% (m/m) e razão molar de 35:1, conduzindo à obtenção de um biodiesel com teor de éster acima de 90%. O catalisador também manteve sua atividade catalítica mesmo no sétimo ciclo reacional. Logo, os resultados obtidos demonstram que o catalisador óxido de grafeno suportado a base MoO3 trata-se de um novo e promissor catalisador heterogêneo ácido de elevada eficiência catalítica na reação de transesterificação para a síntese de biodiesel.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura e sua valorização química: transesterificação, epoxidação e análise experimental
(Universidade Federal do Pará, 2026-04-09) COSTA, João Fernando Alves; PEREIRA, Anderson Mathias; http://lattes.cnpq.br/5653131066807492; https://orcid.org/0000-0003-3336-8197; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; SANTOS, Marcelo Costa; BRASIL, Davi do Socorro Barros; CHAAR, Jamal da Silva; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; http://lattes.cnpq.br/8380189608965320; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219; http://lattes.cnpq.br/3817015516293733; https://orcid.org/0000-0002-4433-6580; https://orcid.org/0000-0002-2352-2050; https://orcid.org/0000-0002-1461-7306; https://orcid.org/0000-0003-2697-0278
O óleo residual de fritura constitui uma matéria-prima lipídica de baixo custo e elevada disponibilidade, cujo aproveitamento contribui para a mitigação de impactos ambientais associados ao seu descarte inadequado. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo investigar a produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura e sua posterior valorização química por meio da epoxidação dos ésteres graxos, adotando uma abordagem integrada alinhada aos princípios da economia circular e da biorrefinaria. Inicialmente, avaliou-se a transesterificação alcalina do óleo residual pelas rotas metílica e etílica, empregando planejamento experimental composto central rotacional (DCCR 2³) e modelagem estatística para análise das variáveis operacionais. Os resultados demonstraram elevada eficiência de conversão em ambas as rotas, com teores máximos de ésteres de aproximadamente 97,5% (rota metílica) e 99,3% (rota etílica), atendendo às especificações normativas vigentes. A análise estatística indicou que o teor de catalisador foi a variável de maior efeito significativo, com influência quadrática predominante. A rota metílica vi apresentou melhor ajuste dos modelos (R² superior e ausência de falta de ajuste significativa), indicando maior robustez e previsibilidade operacional, enquanto a rota etílica apresentou maior dispersão dos dados e sensibilidade às condições de processo, associada a efeitos de miscibilidade e formação de emulsões. A modelagem permitiu a definição de regiões operacionais ótimas e a compreensão das limitações de cada rota. Na etapa subsequente, os biodieseis obtidos foram submetidos à epoxidação utilizando ácido peracético gerado in situ. A conversão das ligações duplas foi monitorada por Espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio quantitativa (¹H RMN), evidenciando comportamento não linear em função da Concentração de agente oxidante. Foram obtidas conversões máximas de aproximadamente 74,3% para ésteres metílicos e 80,6% para ésteres etílicos, em condições intermediárias de concentração de ácido peracético. Em concentrações mais elevadas, observou-se redução da conversão, atribuída à ocorrência de reações secundárias de abertura do anel oxirano. A análise comparativa indicou que as diferenças entre os sistemas metílico e etílico não decorrem da reatividade intrínseca das ligações duplas, mas de fatores físico-químicos do meio reacional, como polaridade, Solubilidade e comportamento de fases. De forma integrada, os resultados demonstram a viabilidade do aproveitamento do óleo residual de fritura como matéria-prima para a produção de biodiesel de alta qualidade e sua posterior conversão em Derivados epoxidados de maior valor agregado, com potencial aplicação na formulação de biolubrificantes e outros produtos renováveis.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de biodiesel a partir do processamento das oleaginosas amazônicas compadre-do-azeite (Plukenethia polyadenia) e comadre-do-azeite (Onphalea diandra)
(Universidade Federal do Pará, 2014-06) FURTADO, Matheus Braga; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Analisa-se experimentalmente a produção de biodiesel a partir do processamento das oleaginosas amazônicas compadre-do-azeite (Plukenethia polyadenia) e comadre-do-azeite (Onphalea diandra), como uma alternativa potencialmente viável para compor a matriz energética. Desde a Revolução Industrial no século XIX, a matriz energética mundial sempre foi baseada em combustíveis fósseis. Com a escassez desses combustíveis, a elevação de preços muito ocasionada com os constantes conflitos nas principais regiões produtoras, tem tornado as pesquisas em fontes renováveis cada vez mais atrativas. O estudo de novas fontes de óleos vegetais como alternativa energética é importante para o País, particularmente para os amazônicos; possibilitando estruturar cadeias produtivas de oleaginosas na região, gerando emprego no campo, efeitos distributivos na economia regional e, um vetor de desenvolvimento sustentável na Amazônia, sem agressão ao meio ambiente. A proposta deste trabalho é estudar duas espécies da família euphorbiaceae, as lianas Plukenethia polyadenia e Onphalea diandra, mais conhecidas como compadre-do-azeite e comadre-do-azeite respectivamente, produtoras de óleo; extrair e caracterizar os mesmos, sugerindo possíveis aplicações e utilizando-os para a produção de biodiesel através de uma transesterificação metílica, utilizando hidróxido de potássio como catalisador, tratando-se o processo com base em ensaios estatisticamente planejados. Verifica-se a influência das variáveis de entrada: concentração óleo/álcool, temperatura e concentração de catalisador na resposta rendimento em biodiesel, através da metodologia de superfície de resposta (RSM) empregando o planejamento de Box-Behenken. Visa-se dessa forma agregar valor a um rejeito da indústria de beneficiamento de caulim, utilizando zeólitas produzidas desse material como catalisador em substituição ao KOH, comparando as eficiências dos dois tratamentos. O planejamento de Box-Benhken se mostrou eficiente para otimizar a catálise homogênea dos biodieseis, concluindo-se que a concentração do catalisador foi a variável controladora do processo de produção dos biodieseis, e o aumento de sua concentração causa influência negativa e indesejável ao rendimento do produto.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação da separação e purificação do biodiesel de óleo de palma com CO2 supercrítico
(Universidade Federal do Pará, 2016-07-11) GONÇALVES, Aline Lobato; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682
O biodiesel tem atraído atenção crescente em todo o mundo nos últimos anos. A produção de biodiesel a partir de biomassa envolve etapas de separação e purificação. Nessas etapas, o método geralmente utilizado, a lavagem aquosa, possui desvantagens como a grande geração de efluentes líquidos e formação de emulsões. O objetivo deste trabalho é investigar a purificação de biodiesel utilizando o dióxido de carbono, que nas condições supercríticas apresenta propriedades capazes de separar a fase glicérica da fase esterificada (biodiesel), gerando produtos de maior qualidade e menor gasto com tratamento de efluentes. Neste estudo foram realizadas duas simulações para análise e investigação da purificação do biodiesel de óleo de palma bruto. Ambas configurações desenharam o projeto do processo de maneira convencional, via rota etílica por catálise básica até a etapa de reação. O “caso 1” utilizou uma coluna de destilação fracionada para a separação do excesso de etanol e uma coluna de extração líquido-líquido empregando água como solvente, para a separação do glicerol. O “caso 2” aplicou uma coluna de fracionamento em contracorrente, utilizando, para a etapa de separação do glicerol, dióxido de carbono supercrítico como solvente e, para a separação do excesso de etanol, um vaso flash na purificação final do biodiesel. O simulador utilizado foi o Aspen HYSYS V8.4 que através de parâmetros binários, ajustados com as equações de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK) e Redlich-Kwong-Aspen (RK-ASPEN) para os sistemas de estudo, executou as simulações de forma adequada. O CO2 supercrítico mostrou-se eficiente na separação do glicerol, haja vista que o biodiesel produzido com esta tecnologia de purificação atendeu as principais normas da ANP.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de biodiesel utilizando catalisador bifuncional baseado em ferrita com óxido metálico suportado
(Universidade Federal do Pará, 2021-07-23) GONÇALVES, Matheus Arrais; CONCEIÇÃO, Leyvison Rafael Vieira da; http://lattes.cnpq.br/7467898936995220
Neste estudo, o catalisador sólido ácido magnético MoO3/SrFe2O4, composto por óxido de molibdênio (MoO3) suportado em ferrita de estrôncio (SrFe2O4), foi sintetizado e aplicado na transesterificação de óleo residual de fritura. O catalisador foi caracterizado por método de titulação ácido-base, a fim de determinar acidez superficial, análise termogravimétrica (TG/DTG), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por dispersão em energia (EDS) e magnetômetro de amostra vibrante (VSM). Um delineamento composto central de face centrada 24 (FCCD) e um modelo matemático foi desenvolvido, a fim de descrever o comportamento do teor de éster em função das variáveis independentes temperatura, razão molar álcool:óleo, dosagem de catalisador e tempo reacional. O modelo matemático (R2=0,9900) foi validado e demonstrou erro relativo inferior a 5% entre os valores experimentais e os preditos. Utilizando os métodos de regressão linear e metodologia de superfície de resposta (MSR) foram otimizadas as condições da reação de síntese de biodiesel e obteve-se 95,4% de conversão em ésteres a partir do emprego da temperatura reacional de 164 °C, razão molar álcool:óleo de 40:1, dosagem de catalisador de 10% e tempo reacional de 4 h. Além disso, o catalisador apresentou atividade catalítica e magnética após oito ciclos reacionais, o que indica seu bom prospecto de desenvolvimento e aplicação como catalisador bifuncional.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de catalisador heterogêneo magnético básico aplicado no processo de produção de biodiesel
(Universidade Federal do Pará, 2023-08-30) SANTOS, Hiarla Cristina Lima dos; CONCEIÇÃO, Leyvison Rafael Vieira da; http://lattes.cnpq.br/7467898936995220
Esta pesquisa foca no desenvolvimento de um catalisador heterogêneo básico magnético, utilizando, pela primeira vez, NaAlO2 como espécie ativa suportada em um material magnético CuFe2O4, sendo altamente estável e efetivo para a produção de um produto de alto valor agregado, como o biodiesel. Com esse propósito, uma série de catalisadores (x-NaAlO2/CuFe2O4) foram sintetizados com sucesso por meio de métodos convencionais e de baixo custo como coprecipitação e impregnação, sendo cada um avaliado na reação de transesterificação do óleo de soja. As características do catalisador de melhor desempenho 25-NaAlO2/CuFe2O4 foram elucidadas por técnicas como basicidade por titulação ácido-base, DRX, FTIR, MEV, EDS, TG/DTG e VSM. Para a otimização do teor de éster do biodiesel, o planejamento fatorial composto central (FCCD) integrado à metodologia de superfície de resposta (MSR) foi empregado para avaliar o efeito da temperatura de reação, razão molar MeOH:óleo, concentração de catalisador e tempo de reação no processo. O modelo de regressão apresentou R2 = 0,9394 e atingiu experimentalmente teor de éster máximo de 95,9% (erro relativo < 5%) atribuído ao biodiesel obtido nas seguintes condições ótimas de reação: temperatura de 95 ºC, razão molar MeOH:óleo de 13:1, concentração de catalisador de 8% e tempo de 60 min. O catalisador NaAlO2/CuFe2O4 apresentou performance catalítica estável por quatro ciclos de transesterificação (> 90%) e propriedade magnética eficiente para o processo de separação e recuperação do catalisador (Ms = 23,62 emu g-1). Os resultados mostraram que as propriedades físico-químicas do biodiesel estavam em conformidade com a norma ASTM D6751. Por fim, este extensivo estudo revela o catalisador heterogêneo básico magnético NaAlO2/CuFe2O4 como uma alternativa prática e promissora para o processo de produção de um biocombustível sustentável.