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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36850
Title: | Transesterificação do óleo de milho para produção de biodiesel usando x_MoO3/MCM-41 |
Other Titles: | Transesterification of corn oil for biodiesel production using x_MoO3/MCM-41 |
???metadata.dc.creator???: | CAVALCANTE, Jéssica Caroline Freitas. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | BARBOSA, Bianca Viana de Sousa. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | SILVA, Andre Miranda. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | ALVES, José Jailson Nicácio. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | BARROS, Sara Regina Ribeiro Carneiro. |
Keywords: | Biodiesel;Transesterificação;Molibdênio;MCM-41;Biodiesel;Transesterification;Molybdenum |
Issue Date: | 31-Aug-2023 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | CAVALCANTE, Jéssica Caroline Freitas. Transesterificação do óleo de milho para produção de biodiesel usando x_MoO3/MCM-41. 2023. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologias, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023. |
???metadata.dc.description.resumo???: | A revolução industrial no século XVIII trouxe um rápido desenvolvimento das técnicas de produção e novas tecnologias. No entanto, o aumento da produção e o consumo de recursos naturais resultaram em impactos negativos, como a poluição atmosférica e o aquecimento global. Nesse contexto, os países estão buscando diversificar suas fontes de energia e reduzir a dependência de combustíveis fósseis, tanto por razões ambientais quanto pela segurança energética. Dentre as fontes de energia renovável, o biodiesel é considerado a melhor opção. A tecnologia mais utilizada para a produção de biodiesel é a reação de transesterificação, que envolve a reação entre os triglicerídeos e o álcool na presença de um catalisador. Entre os catalisadores sólidos heterogêneos, destaca-se o óxido de molibdênio (MoO3) incorporado na peneira molecular mesoporosa MCM-41. O objetivo do trabalho é avaliar a produção de biodiesel através de transesterificação metílica do óleo de milho utilizando catalisador x_ MoO3/MCM-41, determinando as melhores condições reacionais através do planejamento fatorial 22+3PtCt. Para isso, inicialmente a peneira molecular MCM-41 foi obtida por um processo hidrotérmico e em seguida, passou por um processo de ativação por calcinação para remoção do direcionador estrutural. Posteriormente, foi incorporado na estrutura da MCM-41 o precursor heptamolibdato de amônio, por saturação de volume de poro, nas porcentagens (em massa) de 10, 15 e 20 %. A obtenção do MoO3 sob a peneira molecular MCM-41 se deu através do processo de ativação por calcinação. Os termogramas demonstraram a remoção do direcionador estrutural e a decomposição do sal precursor do MoO3. Nos difratogramas foram identificadas as fases estruturais da MCM-41 e a formação da estrutura do catalisador com MoO3excedido na estrutura. A partir das isotermas de adsorção/dessorção evidenciou perfil do tipo IV, característico de materiais mesoporosos, as propriedades texturaisindicaram dispersão de MoO3 na MCM-41, afetando diâmetro de poros. O TPD mostrou interação amônia-sílica molibdênio, afetou a acidez em catalisadores.A partir do planejamento fatorial, verificou-se a reação utilizando o catalisador com 10% de MoO3 e temperatura de 175 °Cconverteu 86,9% dos triglicerídeos presentes no óleo de milho em ésteres metílicos. Observou-se que a densidade, viscosidade e índice de acidez tenderam a ficar dentro dos parâmetros estabelecidos pela resolução em temperaturas superiores a 150°C. De acordo com o tratamento estatístico nos resultados obtidos confirmou-se que a variável reacional temperatura foi significativa no fator resposta (% de ésteres metílicos), sendo o fator que mais influência na variável resposta. |
Abstract: | The Industrial Revolution in the 18th century brought rapid development of production techniques and new technologies. However, increased production and natural resource consumption led to negative impacts such as air pollution and global warming. In this context, countries are seeking to diversify their energy sources and reduce dependence on fossil fuels for both environmental and energy security reasons. Among renewable energy sources, biodiesel is considered the prime option. The most commonly used technology for biodiesel production is transesterification, involving the reaction between triglycerides and alcohol in the presence of a catalyst. Among heterogeneous solid catalysts, molybdenum oxide (MoO3) incorporated into the mesoporous molecular sieve MCM-41 stands out. The aim of this work is to evaluate biodiesel production via methylation transesterification of corn oil using catalyst x_MoO3/MCM-41, determining optimal reaction conditions through a 22+3PtCt factorial design. Initially, MCM-41 molecular sieve was obtained through a hydrothermal process and subsequently activated by calcination to remove the structural template. Subsequently, the ammonium heptamolybdate precursor was incorporated into the MCM-41 structure by pore volume saturation, at percentages (by mass) of 10, 15, and 20%. MoO3 under the MCM-41 molecular sieve was obtained through calcination activation. Thermograms demonstrated removal of the structural template and precursor salt decomposition. Diffractograms identified MCM-41 structural phases and formation of the catalyst structure with excessive MoO3. Adsorption/desorption isotherms revealed a characteristic type IV profile of mesoporous materials, and textural properties indicated MoO3 dispersion in MCM-41, affecting pore diameter. TPD demonstrated ammonia silica-molybdenum interaction, impacting catalyst acidity. The factorial design revealed that using the 10% MoO3 catalyst at 175°C converted 86.9% of triglycerides in corn oil into methyl esters. Density, viscosity, and acidity tended to align within established parameters at temperatures above 150°C. Statistical analysis confirmed that the reactive temperature variable significantly influenced the response factor (% of methyl esters), being the most influential factor on the response variable. |
Keywords: | Biodiesel Transesterificação Molibdênio MCM-41 Biodiesel Transesterification Molybdenum |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Química |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36850 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Química |
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JÉSSICA CAROLINE FREITAS CAVALCANTE - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2023.pdf | 1.45 MB | Adobe PDF | View/Open |
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