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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41041
Tipo: Dissertação
Título: Estudo dos efeitos do tween 20 na produção do biodiesel em ultrassom de baixa potência.
Título(s) alternativo(s): Study of the effects of tween 20 on biodiesel production in low-power ultrasound.
Autor(es): Ferreira, Fernanda Pinheiro Mota da Silva
Primeiro Orientador: Santos, Luiz Carlos Lobato dos
Segundo Orientador: Simonelli, George
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Luiz Carlos Lobato dos
metadata.dc.contributor.referee2: Simonelli, George
metadata.dc.contributor.referee3: Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Cunha, Acto de Lima
Resumo: A busca por combustíveis ecologicamente benéficos para suprir as necessidades do setor de transportes tem impulsionado os pesquisadores a investigar e aprimorar a produção de biocombustíveis a partir de fontes acessíveis, visando oferecer uma produção sustentável e economicamente viável. Entre as alternativas de combustíveis, o biodiesel destaca-se como uma opção para motores a diesel devido às suas semelhanças físico-químicas. A rota mais comum para a síntese do biodiesel é a reação de transesterificação de substâncias lipídicas, de natureza apolar, com álcoois de cadeia curta, de natureza polar. No entanto, a diferença de polaridade entre os reagentes pode dificultar a transferência de massa no sistema reacional, resultando na perda de rendimento do produto. A inclusão de substâncias surfactantes na reação de transesterificação tem sido uma estratégia para reduzir essa dificuldade, promovendo um melhor contato entre as fases e, consequentemente, diminuindo a quantidade de reagentes necessários, o tempo de reação e a temperatura, ao mesmo tempo em que aumenta o rendimento final. O óleo de soja, de baixo custo, tem sido considerado uma matéria-prima promissora para a produção de biodiesel, não apenas no Brasil, mas também em diversas regiões do mundo. Além de fomentar a produção interna, a produção de biocombustíveis beneficia muitas pessoas, gerando empregos e receita significativa anualmente. Neste estudo, objetivou-se avaliar como as condições de reação afetam o desempenho da produção de biodiesel. Ademais, o biodiesel foi sintetizado a partir da reação de transesterificação do óleo de soja, utilizando ultrassom de baixa potência (110 W) e o tensoativo comercial Tween 20 como aditivo. O metanol foi escolhido como o álcool de cadeia curta e o hidróxido de potássio como catalisador. Inicialmente, experimentos em triplicata foram realizados com diferentes concentrações de tensoativo, buscando determinar a melhor fração m/m para o sistema reacional. Em seguida, um planejamento experimental 2³ com repetição no ponto central foi empregado para otimizar as condições da reação, considerando como variáveis independentes a razão molar álcool: óleo de soja, o tempo de reação e a temperatura. A análise do modelo foi realizada utilizando tabela de efeitos, ANOVA e gráficos de superfície de resposta. Os resultados indicaram que a melhor concentração de surfactante foi de 0,5% m/m, vale salientar, que se trata de um valor abaixo dos encontrados na literatura, o que contribui positivamente para o campo de estudo sobre biodiesel. Além disso, o maior rendimento alcançado foi de 93,22% m/m de biodiesel, nas condições ótimas de razão molar,4:1, tempo de reação de 15 minutos em banho ultrassônico a 30 °C.
Abstract: The search for environmentally friendly fuels to meet the needs of the transportation sector has driven researchers to investigate and improve the production of biofuels from accessible sources, aiming to offer sustainable and economically viable production. Among the fuel alternatives, biodiesel stands out as an option for diesel engines due to its physical and chemical similarities. The most common route for the synthesis of biodiesel is the transesterification reaction of nonpolar lipid substances with short-chain polar alcohols. However, the difference in polarity between the reactants can hinder mass transfer in the reaction system, resulting in loss of product yield. The inclusion of surfactant substances in the transesterification reaction has been a strategy to reduce this difficulty, promoting better contact between the phases and, consequently, reducing the amount of reagents required, the reaction time and the temperature, while increasing the final yield. Low-cost soybean oil has been considered a promising raw material for biodiesel production, not only in Brazil but also in several regions of the world. In addition to fostering domestic production, biofuel production benefits many people, generating jobs and significant revenue annually. This study aimed to evaluate how reaction conditions affect biodiesel production performance. Furthermore, biodiesel was synthesized from the transesterification reaction of soybean oil, using low-power ultrasound (110 W) and the commercial surfactant Tween 20 as an additive. Methanol was chosen as the short-chain alcohol and potassium hydroxide as the catalyst. Initially, triplicate experiments were performed with different surfactant concentrations, seeking to determine the best m/m fraction for the reaction system. Then, a 2³ experimental design with repetition at the central point was used to optimize the reaction conditions, considering as independent variables the alcohol:soybean oil molar ratio, reaction time and temperature. The model analysis was performed using table of effects, ANOVA and response surface graphs. The results indicated that the best surfactant concentration was 0.5% m/m, and the maximum yield achieved was 93.22% m/m of biodiesel, under the optimal conditions of molar ratio, 4:1, reaction time of 15 minutes in an ultrasonic bath at 30 °C.
Palavras-chave: Tensoativo
Óleo de soja
Transesterificação
ANOVA
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41041
Data do documento: 18-Out-2024
Aparece nas coleções:Dissertação (PPEQ)

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