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Title: Estudo do óleo de oiticica (Licania rigida, Benth) para obtenção de biodiesel e avaliação das suas propriedades como combustível
Other Titles: Study of oiticica oil (Licania rigida, Benth) for biodiesel synthesis and evaluation of its properties as fuel
Authors: Guimarães, Adriana Karla Virgolino
Keywords: Óleo de oiticica;Biodiesel;Transesterificação;Análise termogravimétrica;Estabilidade oxidativa
Issue Date: 11-Dec-2018
Citation: GUIMARÃES, Adriana Karla Virgolino. Estudo do óleo de oiticica (Licania rigida, Benth) para obtenção de biodiesel e avaliação das suas propriedades como combustível. 2018. 294f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: Com as alterações do clima, decorrentes da queima de combustíveis fósseis, torna-se urgente a mudança na matriz energética. O biodiesel é umas das alternativas favorável à substituição do diesel mineral. Nesse trabalho, se propôs estudar a obtenção do biodiesel a partir do óleo de oiticica por transesterificação metílica via catálise homogênea (NaOH e KOH). A oiticica apresenta um elevado teor de óleo em sua amêndoa (> 60%). O óleo das sementes de oiticica selecionadas e classificadas de acordo com o ano (2015 e 2017), safra e o grau de maturação (verde - V, seca - SS, madura - M e verde sem epicarpo – SV) foi extraído por prensagem mecânica contínua e descontínua. A composição química do óleo e biodiesel de oiticica foi determinada por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectroscopia de Massa (CG-EM). O estudo de síntese foi realizado em diversas condições reacionais de: temperatura (entre 32 e 80 °C), tempo de reação (2 a 5 h), razão molar óleo/álcool (1:6 - 1:20), e percentual mássico de catalisador (0,5 a 2,0%), onde as condições favoráveis obteve-se com razão molar (O:A) 1:9, 32 °C, 1% catalisador KOH/MeOH e 4 h para o óleo de oiticica verde sem epicarpo da 2ª colheita de 2017 (OSV2). Os melhores resultados físico-químicos alcançados das sínteses do biodiesel mostraram: 0,34 mg KOH/g (índice de acidez), 922,6 kg/m3 (densidade) e 8,647 mm2 /s (viscosidade cinemática). A conversão dos ésteres foi determinada por análise de termogravimetria (TG/DTG) e por TGA-FTIR (análise de termogravimetria acoplada com espectrofotometria de infravermelho) comprovou-se pelos espectros a presença apenas dos ésteres para o B100. Em condições otimizadas, obteve-se o grau de pureza máximo de 96,1%, em 4h15min, com 1,27% (m/v) do catalisador KOH/MeOH a 32 °C. A estabilidade oxidativa do B100 foi de 0,43 h, indicando um tempo curto para manter em estocagem devido a suscetibilidade a oxidação do biodiesel. As blendas formuladas (B10 a B50) apresentaram índice de acidez acima do limite apenas para a B50. Para a densidade e viscosidade cinemática, todos os resultados se mostraram dentro do especificado pela ANP. O ponto de fulgor para o B100 (183 °C) e B10 (58 °C) se mostrou bem superior ao limite especificado, o que demostra o potencial energético desses biocombustíveis. Conclui-se, que as condições reacionais estudadas se mostraram viáveis para a produção do biodiesel de oiticica puro. Todavia, é indicada a mistura a outros biodieseis em razão da viscosidade e o uso de antioxidantes, a fim de melhorar a estabilidade termooxidativa do biodiesel de oiticica.
Abstract: Changes in the climate resulted from the burning of fossil fuels claims to an urgent modification in the energy matrix. Biodiesel is one of the alternatives proposing the replacement of mineral diesel. The aim of this work is the study of biodiesel production from oiticica oil by a methylic transesterification through homogeneous catalysis (NaOH and KOH). Oiticica has a high oil content in its almond (> 60%). Oiticica seeds were selected and classified according to the year (2015 and 2017), harvest and the degree of maturation (green - V, dry - SS, mature - M and green without epicarp - SV). Oil was extracted by mechanical pressing (continuous and discontinuous). The chemical composition of oiticica oil and biodiesel was determined by Gas Chromatography coupled to Mass Spectroscopy (GC-MS). The synthesis study was carried out under various reaction conditions: temperature (between 32 and 80 °C), reaction time (2 to 5 h), oil/alcohol molar ratio (1:6 - 1:20), and mass percentage of catalyst (0.5 to 2.0%). The most favorable conditions were obtained with molar ratio of 1:9 (O: A), 32 °C, 1% KOH/MeOH catalyst and 4 h for green oiticica oil without epicarp of the second harvest of 2017 (OSV2). The best physico-chemical results obtained from the biodiesel syntheses showed: 0.34 mg KOH/g (acid number), 922.6 kg/m3 (density) and 8.647 mm2 /s (kinematic viscosity). The conversion of the esters was determined by thermogravimetric analysis (TG/DTG) and by TGA-FTIR (thermogravimetric analysis coupled with infrared spectrophotometry) by spectra the presence of esters only for B100. Under optimized conditions, the maximum purity was 96.1%, in 4 h 15 min, with 1.27% (m/v) of the KOH/MeOH catalyst at 32 °C. The oxidative stability of B100 was 0.43 h, indicating a short time to maintain in storage due to susceptibility to biodiesel oxidation. The formulated blends (B10 to B50) showed an acid value above the limit only for B50. For density and kinematic viscosity, all results were within the range specified by the ANP. The flash point for B100 (183 °C) and B10 (58 °C) was well above the specified limit, which demonstrates the energy potential of these biofuels. It was concluded that the reactive conditions studied were feasible for the production of oiticica biodiesel. It was also indicated the mixture with other biodiesels due to the viscosity and the use of antioxidants, in order to improve the thermooxidative stability of the biodiesel of oiticica.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26635
Appears in Collections:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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