Show simple item record

dc.creatorNunes, Ana Luiza Barrachini
dc.date.accessioned2023-09-29T17:33:04Z
dc.date.available2023-09-29T17:33:04Z
dc.date.issued2023-08-29
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30284
dc.description.abstractThe continued growth in biodiesel production has encouraged the exploration of new approaches. One of these approaches is the interesterification route, using dimethyl carbonate (DMC) as a reagent, which can be obtained by environmentally friendly methods. The soybean production chain is well established and degummed soybean oil (DSO), a partially refined raw material, has a lower cost than the refined oil, being a good alternative to reduce the biodiesel production cost. This study investigated the continuous process using pressurized conditions for the reaction between DMC and DSO, aiming at the production of fatty acid methyl esters (FAME). The reaction system was analyzed with and without a heterogeneous catalyst, specifically the mixed oxide derived from hydrotalcite in a molar ratio of Mg:Al close to 3:1. The influence of non-catalytic process variables was studied, including reaction temperature (258 to 342 °C), mass ratio DMC:DSO (0.48:1 to 5.52:1) and pressure (6.6 to 23.4 MPa), at different residence times, on the yield of fatty acid methyl esters from the reaction. The temperature presented a more notable influence than the other variables, and the optimization of the response surface equation indicates that it would be possible to obtain a FAME yield of 90.5% at 325 °C, 17 MPa, 3 gDMC/gDSO in the residence time of 10 min. The study of the kinetic profiles confirmed the distinct importance of temperature in the process, and the increase in the free fatty acid content in the raw material, through the addition of oleic acid to DSO, allowed an increase in the FAME yield in the non-catalytic process. Mg:Al hydrotalcite in the molar ratio 3:1, the mixed oxide derived from it and the rehydrated hydrotalcite were synthesized and characterized. The mixed oxide had the highest specific area and was also what enabled the highest yield of esters in the supercritical reaction of DMC and DSO. The process demonstrated stability from the third residence time onwards, and from that time on, small levels of leached Mg were quantified. The most suitable temperature for the catalytic process was 275 °C, the particle size smaller than 1.7 mm and the mass of 5 g of catalyst in the bed. The thermal decomposition of the products was influenced by the increase in temperature and in residence time. The condition with the highest yield for the uncatalyzed process was 325 °C, 1.5 gDMC/gDSO, 20 MPa and residence time of 10 min. For the catalyzed process, the condition was 5 g of Mg:Al mixed oxide in a molar ratio close to 3:1, with particle size between 1.4-1.7 mm, at 275 °C, 3.0 gDMC/gDSO , 15 MPa, in the residence time of 20 min. In both, esters yield was close to 90%, and the combination of catalyst with supercritical conditions allowed expressive FAME yields, with a reduction in process temperature and thermal decomposition, even with a slight increase in residence time.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectInteresterificaçãopor
dc.subjectDecomposição térmicapor
dc.subjectCatálise heterogêneapor
dc.subjectProcesso supercríticopor
dc.subjectInteresterificationeng
dc.subjectThermal decompositioneng
dc.subjectHeterogeneous catalysiseng
dc.subjectSupercritical processeng
dc.titleProdução contínua de ésteres metílicos de ácidos graxos a partir do óleo de soja degomado com carbonato de dimetila em condições pressurizadaspor
dc.title.alternativeContinuous production of fatty acid methyl esters from degummed soybean oil with dimethyl carbonate under pressurized conditionseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoO 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.por
dc.contributor.advisor1Castilhos, Fernanda de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4590978604104577por
dc.contributor.referee1Collazzo, Gabriela Carvalho
dc.contributor.referee2Wancura, João Henrique Cabral
dc.contributor.referee3Visioli, Luiz Jardel
dc.contributor.referee4Lopez, Oscar William Perez
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9700750036560486por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International

O Manancial - Repositório Digital da UFSM utiliza a versão 6.3 do software DSpace.
Av. Roraima, 1000. Cidade Universitária "Prof. José Mariano da Rocha Filho".
Bairro Camobi. CEP: 97.105-900. Santa Maria, RS, Brasil.