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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Lopes, Osvaldo Candido
Título: Novos Catalizadores para Transesterificação de Óleos Vegetais
Ano: 1983
Orientador: Prof. Dr. Ulf Friedrich Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: --
Resumo: O transporte em nosso país depende em 70% do sistema rodoviário, utilizando veículos com motores de ciclo Diesel. O óleo Diesel necessário para esta finalidade determina a quantidade de petróleo importado, visto que a gasolina está sendo produzida em excesso e exportada. Portanto a substituição do óleo Diesel por combustíveis alternativos é a meta mais importante para diminuir os gastos com petróleo importado. Existem três tipos de produtos que podem ser obtidos a partir de biomassas e substituir o óleo Diesel: a - etanol, obtido através da fermentação de açúcar da cana ou da hidrólise de amido ou celulose; b - óleos obtidos através do processamento termoquímico de biomassas; c - extratos de plantas como terpenóides e óleos vegetais. O etanol somente pode ser queimado em motores Diesel, quando for adicionado um acelerador de ignição. Esses aceleradores causam corrosão no motor, sendo que este problema até agora não foi resolvido. O processamento termoquímico tem a vantagem de aproveitar toda a biomassa, mas encontra-se ainda em fase de estudos de laboratório. Uma opção tecnicamente viável é a substituição do óleo Diesel por óleos vegetais. A combustão direta destes óleos mostrou-se problemática porque causa cheiro desagradável (acroleina) e depósitos nos motores. Os ésteres metílicos e etílicos, obtidos a partir da transesterificação dos óleos vegetais, podem ser empregados sem maiores adaptações no motor. No presente trabalho, estudamos novos catalisadores para a transesterificação de óleos vegetais, com a finalidade de melhorar o processo de obtenção destes ésteres metílicos e etílicos. Para os óleos vegetais utilizados nos experimentos, foram determinados as porcentagens de umidade e acidez e o índice de íodo,. Testamos c e comparamos a atividade catalítica de 30 diferentes ácidos e bases na transesterificação dos óleos vegetais. Os produtos obtidos neste processo foram caracterizados por ressonância magnética de próton, cromatografia gasosa e espectroscopia na região do infravermelho. Foram determinados ainda as porcentagens de saponificação e dos monoglicerídeos e diglicerídeos formados. Nossas pesquisas revelaram a existência de uma família de catalisadores orgânicos de alta eficiência que podem ser heterogeneizados em polímeros orgânicos, para serem usacos em reatores contínuos. Esses novos catalisadores apresentam várias vantagens em relação aos catalisadores convencionais usados na indústria. Na transesterificação rápida a eficiência dos novos catalisadores foi comparada àquela dos processos Hartman(NH4Cl / HZSO4) e AOCS ce-266(BF3), para a preparação de pequenas amostras de ésteres metícos para análise cromatográfica. Os resultados obtidos com os novos catalisadores foram satisfatórios, apresentando várias vantagens em relação aos dois outros processos. Diante da possibilidade do uso desses novos catalisadores em processos industriais, foram efetuados 2 depósitos de patente no INPl.
Abstract: Road transportation using vehicles with Diesel engines accounts for 70% of the movement of goods and people in Brazil. The Diesel fuel necessary for this purpose determines the amount of the imported petroleum, since gasoline is produced in excess and exported. Thus, the substitution of Diesel fueI by aIternative fuels is the most important step in order to diminish the expenses for imported petroleum. There are three types of products obtained from biomass which can, in principIe, substitute for Diesel fuel: a. ethanol, obtained hy fermentation of sugar from sugar cane or from hydrolysis of starch or cellulose; b. oils, obtained by thermochemical processing of biomass; c. plant extracts like terpenoids or vegetable oils. Ethanol can only be used in Diesel engines if an ignition accelerator is added. These accelerators cause corrosion in the engine, a problem which has not been resolved. Thermochemical processing has the advantage of using the entire biomass, but is still being studie in beach scale. A technically viable option is the substitution af Diesel fueI by vegetable oils. The direct combustion af these oils is problematic as they produce an unpleasant smell (acrolein) and deposits in the engine. The methyl and ethyl esters obtained by the transesterification of the vegetable oils can be used without significant modifications of the engine. ln the present work we studied new catalysts for the transesterification of vegetable oils, in order to improve the process of obtaining these methyl and ethyl esters. For the ve getable oils utilized in these experiments the percentage of humidity and acjdity, as well as the iodine index, were determined. We tested and compared the catalytic activity of 30 different acids and bases for the transesterification of vegetable oils the products obtained in this process were caracterized by proton magnetic ressonance, gas chromatography and infrared spectroscopy. The percentages of saponification and of the monoglycerides and diglycerides formed were determined. Our studies showed the existence of a family of organic catalysts, which show high efficiency and can be heterogeneized in organic polymers, in order to be used in a continuous reactor. The new catalysts present several advantages over the convencional catalysts presently used in industry. The efficiences of the new catalysts were compared with those of the Hartman (NH4Cl/H2SO4) and AOCS ce-266(BF3) processes for the rapid transesterification in order to obtain small samples of methylesters for chromatographic analysis. The results obtained with the new catalysts were satisfatory showing several advantages over the two other processes. Two patent requests were deposited at the INPI in order to secure our rights for the use of these new catalysts in industrial processes.
Arquivo (Texto Completo): vtls000076913.pdf ( tamanho: 3,76MB )

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