Produção contínua de ésteres metílicos de ácidos graxos a partir do óleo de soja degomado com carbonato de dimetila em condições pressurizadas
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Data
2023-08-29Primeiro membro da banca
Collazzo, Gabriela Carvalho
Segundo membro da banca
Wancura, João Henrique Cabral
Terceiro membro da banca
Visioli, Luiz Jardel
Quarto membro da banca
Lopez, Oscar William Perez
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O crescimento contínuo na produção de biodiesel tem incentivado a exploração de novas
abordagens. Uma dessas abordagens é a rota da interesterificação, utilizando o carbonato de
dimetila (CDM) como reagente, o qual pode ser obtido por métodos ambientalmente
amigáveis. A cadeia produtiva da soja é bem estabelecida e o óleo de soja degomado (OSD),
matéria prima parcialmente refinada, apresenta menor custo que o óleo refinado, sendo uma
boa alternativa para a redução do custo de produção de biodiesel. Este estudo averiguou o
processo contínuo utilizando condições pressurizadas para a reação entre CDM e o OSD,
visando à produção de ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAG). O sistema reacional foi
analisado com e sem o uso de catalisador heterogêneo, especificamente o óxido misto
derivado de hidrotalcita em razão molar de Mg:Al próxima a 3:1. Foi estudada a influência
das variáveis de processo não-catalítico, incluindo temperatura de reação (258 a 342 °C),
razão mássica CDM:OSD (0,48:1 a 5,52:1) e pressão (6,6 a 23,4 MPa), em diversos tempos
de residência, sobre o rendimento de ésteres metílicos de ácidos graxos da reação. A
temperatura apresentou influência mais marcante que as demais variáveis, e a otimização da
equação da superfície de resposta aponta que seria possível a obtenção de um rendimento de
90,5% de EMAG a 325 °C, 17 MPa, 3 gCDM/gOSD no tempo de residência de 10 min. O estudo
dos perfis cinéticos confirmou a distinta importância da temperatura no processo; e o aumento
do teor de ácidos graxos livres na matéria prima, mediante adição de ácido oleico ao OSD,
permitiu aumento do rendimento de EMAG obtido sem catalisador. Hidrotalcita de Mg:Al na
razão molar 3:1, o óxido misto derivado dela e a hidrotalcita reidratada foram sintetizados e
caracterizados. O óxido misto apresentou maior área específica e também foi o que
possibilitou maior rendimento de ésteres na reação supercrítica de CDM e OSD. O processo
demonstrou estabilidade a partir do terceiro tempo de residência, e a partir desse tempo, teores
pequenos de Mg lixiviado foram quantificados. A temperatura mais adequada para o processo
catalítico foi de 275°C, o tamanho de partículas inferior a 1,7 mm e a massa de 5 g de
catalisador no leito. A decomposição térmica dos produtos foi influenciada pelo aumento da
temperatura e do tempo de residência. A condição com maior rendimento para o processo não
catalisado foi de 325 °C, 1,5gCDM/gOSD, 20 MPa e tempo de residência de 10 min. Para o
processo catalisado, a condição foi de 5 g de óxido misto de Mg:Al em razão molar próxima a
3:1, com tamanho de partículas entre 1,4-1,7 mm, a 275 °C, 3,0 gCDM/gOSD, 15 MPa, no tempo
de residência de 20 min. Em ambas o rendimento de ésteres foi próximo a 90%, e a
combinação de catalisador com as condições supercríticas possibilitou rendimentos
expressivos de EMAG com uma redução na temperatura do processo e na decomposição
térmica, mesmo com um ligeiro aumento no tempo de residência.
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