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Autora: Luana Silva Leão
Orientador: Donato Alexandre Gomes Aranda
O biodiesel, uma alternativa sustentável e promissora no processo de substituição ao diesel fóssil, pode ser também obtido através da reação de esterificação, entre outras rotas, com o reaproveitamento de resíduos graxos de alta acidez.
Neste contexto e sabendo-se que as matérias-primas que constituem esses diferentes rejeitos são compostas por misturas distintas de ácidos graxos, foi estudada a realização da esterificação dos 3 principais ácidos graxos saturados isolados (láurico, palmítico e esteárico), encontrados na maioria das oleaginosas, utilizando-se como agente esterificante o etanol anidro e hidratado, por se tratar da uma matéria-prima nacional e renovável.
A produção de biodiesel a partir dessa metodologia foi conduzida com o uso do catalisador ácido nióbico em pó (HY-340), utilizando os ácidos, láurico, palmítico e esteárico para a realização do planejamento experimental.
As análises das conversões, medidas através da acidez, nos tempos de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45 e 60 minutos, possibilitou a realização das modelagens empírica e cinética das reações em reator auto clave (Reator Parr 4842), bem como verificar a influência das variáveis selecionadas, razão molar etanol/ácido graxo (1,2 e 3,0), temperatura (150 e 200°C) e a concentração do catalisador (0 e 20%).
Os coeficientes de correlação apresentaram-se satisfatórios para os resultados dos modelos da análise do planejamento de regressão linear, sendo a temperatura, a variável que mais influenciou o processo no tempo de 60 minutos.
Uma abordagem sobre a modelagem empírica do processo global possibilitou a obtenção de modelos com boa correlação entre os valores de conversões experimentais e os previstos pelo modelo.
Neste planejamento, o tempo de reação foi à variável mais significativa. O estudo cinético de catálise heterogênea, analisado através da modelagem cinética com concentração constante de sítios, se obteve os maiores valores da constante de velocidade da reação, em experimentos com razão molar de 1.2, temperatura de 200°C e concentração de catalisador de 20%, na maioria dos experimentos realizados. Sendo que as reações realizadas com etanol anidro geraram constantes superiores as reações onde se utilizou etanol hidratado, destacando os experimentos com ácido palmítico.
Por apresentarem características estruturais diferentes, foi realizado também uma análises da influência do tamanho da cadeia carbônica na conversão dos ácidos graxos em seus respectivos ésteres.