Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27575
Title: Avaliação de catalisadores heterogêneos obtidos a partir das cascas do ovo, para síntese de biodiesel
Other Titles: Evaluation of heterogeneous catalysts obtained from egg shells to be considered biodiesel
Authors: Cordeiro, Diego Oliveira
Keywords: Biodiesel;Catálise heterogênea;Casca de ovo
Issue Date: 11-Mar-2019
Citation: CORDEIRO, Diego Oliveira. Avaliação de catalisadores heterogêneos obtidos a partir das cascas do ovo, para síntese de biodiesel. 2019. 133f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: O crescimento gradativo do consumo de energia no mundo vem encadeando preocupações com o esgotamento de fontes energéticas e com o desequilíbrio ambiental devido ao uso predatório de recursos naturais. No mundo, apenas 9% da energia consumida é proveniente de fontes renováveis. Tendo em vista esta alta dependência mundial por energias não renováveis, se fazem necessárias pesquisas para o desenvolvimento de novas fontes de energias alternativas. O Biodiesel, biocombustível utilizado para motores do ciclo diesel, está se mostrando como uma das alternativas viáveis para este problema atual. Como também apresenta, em alguns aspectos, vantagens sobre o diesel de petróleo, tais como: não é tóxico, proveniente de fontes renováveis, ambientalmente inócuos e relativamente biodegradáveis, além de diminuir (durante o processo de combustão) as emissões de gases poluentes, como: partículas de carbono, monóxido de carbono, óxidos sulfúricos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. O biodiesel geralmente é obtido através da transesterificação, na qual um mol dos triacilglicerídeos reage com três mols de álcool (metanol ou etanol) para formar três mols de biodiesel e um mol de glicerina. A reação geralmente é catalisada por uma base forte homogênea, NaOH ou KOH. Entretanto, o uso de catalisadores homogêneos resulta na formação de sabão, dificuldade de separação e geração de efluentes. Devido a estas limitações, surgiu a necessidade de se estudar catalisadores heterogêneos para obtenção de biodiesel. O CaO é um catalisador heterogêneo que se destaca pela alta capacidade catalítica e fácil obtenção. Entretanto, os resultados catalíticos destes sólidos dependem muito do método de preparação, bem como das condições de reação empregadas. Portanto, o objetivo da pesquisa é desenvolver e avaliar diversos catalisadores heterogêneos obtidos a partir da casca do ovo calcinado, para produção de biodiesel de soja via metílica. Para obtenção das diferentes amostras de CaO, foram utilizadas três matérias-primas (casca de ovo branca e marrom de galinha e CaCO3 comercial) calcinadas em diferentes condições de temperaturas (800 °C, 900°C e 1000°C) e tempo (80, 120 e 160 minutos) sobre uma taxa de aquecimento de 5ºC mim-1 . Totalizando 27 amostras. O melhor resultado entre as cascas do ovo foi à amostra de casca branca calcinada a 800ºC em 160 minutos (CB8P16). O CaO apresenta uma desvantagem, pois sofre reações de reidratação e carbonatação muito facilmente, formando respectivamente Ca(OH)2 e CaCO3. Entretanto, mesmo depois da formação majoritária de CaCO3, se mantem as propriedades e características presentes, como base forte e presença de sítios ativos na superfície, as quais caracterizam como um potencial sólido catalítico para reação de transesterificação. Outro motivo para a manutenção da capacidade catalítica está na formação do Ca(OCH3)2, obtido a partir da mistura inicial entre o metanol e o CaO, o qual apresenta características mais catalíticas que CaO, causa um processo chamado de ativação do CaO. A mistura calcinada entre o CaO derivado da casca do ovo de galinha e diatomita, formou a wollastonita, que apresenta um melhor desempenho catalítico do que o CaO em algumas condições de reação.
Abstract: The gradual growth of energy consumption in the world has been linked to concerns about the depletion of energy sources and the environmental imbalance due to the predatory use of natural resources. In the world, only 9% of the energy consumed comes from renewable sources. Given this high global dependence on non-renewable energies, research is needed to develop new sources of alternative energy. Biodiesel, a biofuel used for diesel cycle engines, is proving to be one of the viable alternatives to this current problem. It also has, in some aspects, advantages over petroleum diesel, such as: non-toxic, renewable, environmentally friendly and relatively biodegradable, as well as reducing (during the combustion process) emissions of polluting gases, such as: carbon particles, carbon monoxide, sulfur oxides and polycyclic aromatic hydrocarbons. Biodiesel is usually obtained through transesterification, in which one mole of triacylglycerides reacts with three moles of alcohol (methanol or ethanol) to form three moles of biodiesel and one mole of glycerin. The reaction is usually catalyzed by a strong homogeneous base, NaOH or KOH. However, the use of homogeneous catalysts results in soap formation, separation difficulty and effluent generation. Due to these limitations, the need arose to study heterogeneous catalysts to obtain biodiesel. The CaO is a heterogeneous catalyst that stands out for the high catalytic and readily available capacity. However, the catalytic results of these solids are highly dependent on the preparation method as well as on the reaction conditions employed. Therefore, the objective of the research is to develop and evaluate several heterogeneous catalysts obtained from the shell of the calcined egg, for the production of soybean biodiesel via methyl. To obtain the different CaO samples, three raw materials (white and brown eggshell and commercial CaCO3) calcined at different temperature (800°C, 900°C and 1000°C) and time conditions (80, 120 and 160 minutes) over a heating rate of 5°C min-1 .Totaling 27 samples. The best result among the eggshells was the white sample calcined at 800ºC in 160 minutes (CB8P16). The CaO has a disadvantage, since it undergoes hydration and carbonatation reactions very easily, forming respectively Ca(OH)2 and CaCO3. However, even after the majority formation of CaCO3, the properties and characteristics present are maintained, as a strong base and presence of active sites on the surface, which characterize as a solid catalytic potential for transesterification reaction. Another reason for the maintenance of the catalytic capacity is in the formation of Ca(OCH3)2, obtained from the initial mixture between methanol and CaO, which presents more catalytic characteristics than CaO causes a process called CaO activation. The calcined mixture between the CaO derived from the eggshell of the chicken egg and the diatomite, formed the wollastonite, which presents a better catalytic performance than the CaO under some reaction conditions.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27575
Appears in Collections:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Avaliaçãocatalisadoresheterogêneos_Cordeiro_2019.pdf4.71 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.