dc.contributor.author | Souza, Wallas Douglas de Macêdo | |
dc.date.accessioned | 2023-12-12T21:08:22Z | |
dc.date.available | 2023-12-12T21:08:22Z | |
dc.date.issued | 2023-03-15 | |
dc.identifier.citation | SOUZA, Wallas Douglas de Macêdo. Desenvolvimento de catalisador heterogêneo para síntese de biodiesel em sistema contínuo. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19015. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19015 | |
dc.description.abstract | The growing interest in biodiesel production has encouraged studies that enable the generation of national technology in this field, considering that, industrially, biodiesel is already produced in continuous systems, but the price of the final product is still high. In the present work, the objective was to synthesize and apply basic catalysts in heterogeneous biodiesel production processes through ethyl and methyl transesterification, aiming at the production of mechanically and chemically stable pellets for application in a system for the continuous production of biodiesel in a rotating reactor under heating. by microwave radiation. To this end, oxides of the x-SrO-CaO-Al2O3 type were synthesized using the hydrothermal method, followed by characterizations regarding their crystallinity, morphology, thermal profile and chemical composition. Initially, the synthesized catalysts were applied in a batch system for the ethyl and methyl transesterification model reaction, evaluating conditions such as contact time, reuse and homogeneous contribution and, then, in the reaction with soybean oil. Pelletization was carried out under different proportions between catalyst and binder, as well as by different heat treatments. After meeting the stipulated requirements, the pellets were applied in a continuous system under microwave irradiation. Conversion analysis was followed by gas chromatography. The results showed effectiveness in the hydrothermal synthesis method, which favored the formation of a catalyst suitable for transesterification (0.8-SrO-CaO-Al2O3). In just 5 minutes of reaction, 95% and 72% conversion for methyl and ethyl transesterifications, respectively, was achieved, with a homogeneous contribution of 5% for both cases. The 0.8-SrO-CaO-Al2O3 catalyst demonstrated stability for reuse, maintaining 95% conversion for 6 reaction cycles in methanolysis and ~80% for 4 cycles for ethanolysis. For the process carried out with vegetable oil in batch, 88% conversion to methanolysis was achieved after 60 min of reaction, however, under the same conditions adopted there was no conversion to ethanolysis. When applying the pellets in the proposed continuous system, it was noticed that the conversions were low (<5%), however, the material did not disintegrate in the process. In general, the need for new investigations to evaluate conditions that can maximize the catalytic activity of the pellet was perceived, since the use of the catalyst in this form represents a promising alternative to overcome the challenges linked to continuous production for packed bed systems. | eng |
dc.description.sponsorship | Outra | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Óxido misto | por |
dc.subject | Micro-ondas | por |
dc.subject | Peletização | por |
dc.subject | Reator de leito rotativo | por |
dc.subject | Transesterificação | por |
dc.subject | Mixed oxide | eng |
dc.subject | Microwave | eng |
dc.subject | Pelletizing | eng |
dc.subject | Rotating bed reactor | eng |
dc.subject | Transesterification | eng |
dc.title | Desenvolvimento de catalisador heterogêneo para síntese de biodiesel em sistema contínuo | por |
dc.title.alternative | Development of a heterogeneous catalyst for biodiesel synthesis in a continuous system | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Assaf, José Mansur | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9563312407691130 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Gonçalves, Alexandra Mary | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1292148611034352 | por |
dc.description.resumo | O crescente interesse pela produção de biodiesel tem incentivado estudos que propiciem a geração de uma tecnologia nacional neste campo, tendo em vista que, industrialmente, o biodiesel já é produzido em sistemas contínuos, mas o preço do produto final ainda é elevado. No presente trabalho, objetivou-se sintetizar e aplicar catalisadores básicos em processos heterogêneos de produção de biodiesel pelas transesterificações etílica e metílica, visando a produção de pellets mecânica e quimicamente estáveis para a aplicação em sistema para a produção contínua de biodiesel em reator rotativo sob aquecimento por radiação micro-ondas. Para isso, sintetizou-se óxidos do tipo x-SrO-CaO-Al2O3 pelo método hidrotérmico, seguido de caracterizações quanto à sua cristalinidade, morfologia, perfil térmico e composição química. Inicialmente, os catalisadores sintetizados foram aplicados em sistema de batelada para a reação modelo de transesterificação etílica e metílica avaliando condições como tempo de contato, reuso e contribuição homogênea e, seguida, na reação com óleo de soja. A peletização foi realizada sob diferentes proporções entre catalisador e ligante, bem como por distintos tratamentos térmicos. Após atendidos os requisitos estipulados, os pellets foram aplicados em sistema contínuo sob irradiação de micro-ondas. A análise de conversão foi acompanhada por cromatografia em fase gasosa. Os resultados apontaram eficácia no método de síntese hidrotérmica, que favoreceu a formação de um catalisador adequado à transesterificação (0,8-SrO-CaO-Al2O3). Sendo que, em apenas 5 min de reação já foi atingido 95% e 72% de conversão para as transesterificações metílica e etílica, respectivamente, com contribuição homogênea de 5% para ambos os casos. O catalisador 0,8-SrO-CaO-Al2O3 demonstrou estabilidade para reuso, mantendo 95% de conversão para 6 ciclos reacionais na metanólise e ~80% por 4 ciclos para a etanólise. Para o processo realizado com óleo vegetal em batelada alcançou-se 88% de conversão para a metanólise após 60 min de reação, entretanto, sob as mesmas condições adotadas não houve conversão para a etanólise. Na aplicação dos pellets no sistema contínuo proposto, percebeu-se que as conversões foram baixas (<5%), todavia, o material não se desintegrou no processo. De modo geral, percebeu-se a necessidade de novas investigações para avaliar condições que possam maximizar a atividade catalítica do pellet, uma vez que o emprego do catalisador nessa forma representa uma alternativa promissora para superar os desafios ligados à produção contínua para sistemas de leito empacotado. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo nº 044919, Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor Petróleo, Gás e Biocombustíveis (PRH-ANP) | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo nº 88887.606532/2021-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5127795147387060 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-9468-1390 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-8112-7788 | por |
dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0009-0004-1668-3843 | por |