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Previous issue date: 2011-04 === Capes === 0 biodiesel é um biocombustível proveniente de fontes renováveis, tais como óleos
vegetais e gordura animal, e que foi proposto como alternativa ao óleo diesel
derivado do petróleo. Normalmente, este biocombustível é obtido a partir do óleo de
soja, por meio da reação de transesterificação, a qual faz uso de catalisadores
homogéneos alcalinos que ao término da reação não são reutilizados e ainda
exigem matéria prima refinada e isenta de água. Diante disso, o uso de catalisadores
heterogéneos tem-se consolidado cada vez mais no meio académico e industrial
pela possibilidade do seu reuso e por permitir o uso de diferentes fontes lipídicas.
Ademais, a busca por fontes lipídicas de menor custo, como óleo de algodão, e que
não concorram com outros seguimentos industriais, como a indústria de alimentos,
tornou-se foco atual de diversas pesquisas. Sendo assim, o objetivo desta tese foi
sintetizar, caracterizar e avaliar os catalisadores suportados M0O3-MCM-41 e NiOMCM-41 nas reações de transesterificação e esterificação, etílica e metílica do óleo
de algodão, usando sistema reacional estático. O suporte MCM-41 foi obtido pelo
método de síntese a temperatura ambiente. Os catalisadores foram sintetizados pelo
método de dispersão física em três concentrações distintas (1, 3 e 5% em massa) e
foram caracterizados por DRX, FTIR, análise textural e EDX. Por meio de um
planejamento fatorial 23 avaliou-se os efeitos das variáveis independentes:
temperatura, razão molar de óleo: álcool e concentração de catalisador, sobre as
variáveis dependentes éster e de triacilglicerídeo, na reação de transesterificação.
Na reação de esterificação avaliou-se os efeitos destas variáveis sobre a conversão
dos ácidos graxos livres em éster. Os resultados de caracterização indicaram que a
fase hexagonal da MCM-41 foi obtida e que o procedimento de dispersão física dos
óxidos foi viável para síntese dos catalisadores em estudo. Nos testes catalíticos o
catalisador 5%Mo03-MCM-41 apresentou os melhores resultados para a
transesterificação etílica e metílica; e esterificação metílica, com conversão de cerca
de 53, 48,1 e 78,7%, respectivamente. Para a reação de esterificação etílica o
catalisador 3%Mo03-MCM-41 apresentou o maior conversão, cerca de 67,9%. O
catalisador NiO-MCM-41 não apresentou atividade catalítica nas reações estudadas.
A temperatura, de acordo com o planejamento experimental foi a variável de maior
influência nas reações de transesterificação e esterificação. As reações conduzidas
em sistema estático foram viáveis para a obtenção do biodiesel === Biodiesel is a biofuel produced from renewable sources such as vegetable oils and
animal fat, which was proposed as an alternative to petroleum diesel. Typically, this
biofuel is made from soybean oil, by transesterification with alkaline homogeneous
catalysts that at the end of the reaction are not reused and still require refined oil.
Thus, the use of heterogeneous catalysts has been increasingly in industry by the
possibility of its reuse and for allowing the use of different lipid sources. Furthermore,
the search for low cost lipid sources, such as cottonseed oil, has become the current
focus of several studies. Therefore, the objective of this thesis was to synthesize,
characterize and evaluate the catalysts M0O3-MCM-41 and NiO-MCM-41 in ethyl and
methyl, transesterification and esterification reactions of cottonseed oil, using a static
reaction system. The support MCM-41 was obtained by synthesis at room
temperature. The catalysts were synthesized by the method of physical dispersion in
three different concentrations (1, 3 and 5% in weight) and were characterized by
XRD, FTIR, EDX and textural analysis. Through a 23 factorial design the effects of
independent variables: temperature, molar ratio of oil: the percentage of alcohol and
catalyst on the dependent variables éster and triglycerides in the transesterification
reaction, were evaluated. In the esterification reaction the effects of these variables
on the conversion of free fat acid was evaluated. The characterization results
indicated that the hexagonal phase of MCM-41 was obtained and the procedure of
physical dispersion of the oxides was viable for the synthesis of the catalysts under
study. In the catalytic tests the catalyst 5%Mo03-MCM-41 showed the best results for
the methyl and ethyl transesterification and for methyl esterification, with conversion
of about 53, 48.1 and 78.7%, respectively. For the reaction of ethyl esterification, the
catalyst 3%MoC«3-MCM-41 showed the highest conversion, about 67.9%. The
catalyst NiO-MCM-41 showed no catalytic activity. The temperature, according to the
experimental design, was the variable that most influenced the reactions.
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