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Teses de Doutorado Defendidas: 2008

Produção de Biodiesel a partir da transesterificação de Óleo de Pinhão Manso (Jatropha curcas Lin): estudo teórico e experimental.

Autora: Neyda de Lacarid Om Tapanes.
Orientadores: Donato Alexandre Gomes Aranda, José Walkimar de M. Carneiro.

Resumo

Óleos vegetais provenientes de diversas oleaginosas têm sido testados com sucesso na produção de biodiesel. O Pinhão manso é uma espécie com variadas aplicações e um elevado potencial. O óleo proveniente destas sementes representa seu produto de maior valor, com propriedades como: baixa acidez, boa estabilidade à oxidação e excelentes propriedades de fluidez a baixa temperatura.

No presente trabalho foi estudada a reação de transesterificação básica do óleo de Pinhão Manso para produzir biodiesel, utilizando catalisadores homogêneos e heterogêneos, mediante métodos experimentais e teóricos. A metodologia experimental foi realizada através de um planejamento de experimentos, e a metodologia teórica através da aplicação de cálculos quânticos.

Os resultados teóricos demonstraram que a reação homogênea estudada ocorre mediante o mecanismo da reação proposto por Freedman and Schuchardt (três etapas e formação de um único intermediário tetraédrico), sendo a etapa controladora a quebra do intermediário tetraédrico (Etapa 2).

O estudo cinético e a determinação das condições operacionais que maximizam o rendimento foram realizados mediante o planejamento de experimentos, variando:

Ambos os estudos - teóricos e experimentais - demonstraram que a reação com etanol é mais lenta que a reação com metanol, devido à menor velocidade de formação do ânion etóxido (na pré-etapa do mecanismo).

O estudo da reação de transesterificação heterogênea utilizando catalisadores tipo hidrotalcita Mg/Al, demonstrou que ocorre o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood Hougen-Watson (LHHW) sendo a etapa controladora a reação química.

Os resultados cinéticos indicaram que não existem diferenças significativas entre a utilização de metanol ou etanol na transesterificação. Este resultado sugere que o efeito que afetava a formação do etóxido na catálise homogênea, foi eliminado com a utilização da catálise heterogênea.

A temperatura de calcinação do catalisador é um fator significativo na conversão final da reação heterogênea, resultando o catalisador calcinado a 400°C o de maior efetividade, obtendo-se aos 60 minutos de reação, conversões superiores a 94%.