Polímeros sulfonados como catalisadores heterogêneos na produção de biodiesel de óleos e gorduras ácidas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2013
Autor(a) principal: Vlnieska, Vitor
Orientador(a): Oliveira, Maria Aparecida Ferreira César, 1963-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Óleos e gorduras
Catalisadores
Biodiesel
Polimeros
Química
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/32158
Resumo: Orientadora: Profª. Drª. Maria Aparecida Ferreira César-Oliveira
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spelling Ramos, Luiz Pereira, 1960-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaOliveira, Maria Aparecida Ferreira César, 1963-Vlnieska, Vitor2024-11-27T14:58:05Z2024-11-27T14:58:05Z2013https://hdl.handle.net/1884/32158Orientadora: Profª. Drª. Maria Aparecida Ferreira César-OliveiraCoorientador: Prof. Dr. Luiz Pereira RamosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 23/04/2013Bibliografia: fls. 98-102Resumo: Historicamente, a sociedade sofreu com diversas crises energéticas após a deflagração das tecnologias dependentes de fonte fóssil. Os governos, sociedade e meio acadêmico passam a buscar novas fontes de energia que possam suprir ou substituir parcialmente o petróleo e seus derivados. O biodiesel adentra na vanguarda das pesquisas científicas a partir do começo da década de 1990, com os primeiros incentivos governamentais para se pesquisar fontes energéticas renováveis paralelas ao petróleo. Desde então, inúmeras possibilidades de síntese de biodiesel estão registradas na literatura. Todavia, há matérias primas que delimitam qual técnica deva ser utilizada para promover uma maior eficiência de conversão de triacilgliceróis a ésteres de alquila (biodiesel). Matérias primas com alto teor de ácidos graxos livres são inadequadas para a rota sintética básica, sendo a catálise ácida a alternativa mais interessante para esses materiais. Em todos os casos, o uso de catalisadores é primordial para aperfeiçoar a efiência da conversão, que podem ser denominados de catalisadores homogêneos ou heterogêneos. Conceitualmente, os catalisadores homogêneos são as substâncias que melhoram a cinética de reação e estão na mesma fase de um ou todos os reagentes do sistema reacional, já os catalisadores heterogêneos são as substâncias que melhoram a cinética de reação e estão em fase diferente dos reagentes do sistema reacional. Os catalisadores, por sua vez, podem ser obtidos de infinitas maneiras, dentre as quais, a síntese de polímeros e sua modificação química com grupamentos ácidos é uma alternativa viável e com baixo custo para cumprir o papel de catalisador em reações de meio ácido para transformação de triacilgliceróis a ésteres de alquila. Neste trabalho foram sintetizados polímeros a partir dos ácidos p-hidroxi-benzóico, ácido o-hidroxi-benzóico e ácido 2,4-dihidroxi-benzóico, que em seguida foram substituídos quimicamente com grupos sulfônicos e avaliados frente à catálise ácida de sebo suíno e óleo de frituras pós-consumo.Foram obtidos materiais da classe dos oligômeros com altas concentrações de grupos sulfônicos por grama de polímero (cerca de 3,7 mmol de SO3H/gpolímero). Em seguida foram avaliadas as propriedades catalíticas dos três oligômeros sintetizados, sendo que o poli(ácido 2,4-dihidroxi-5-sulfo benzoico) e o poli(ácido 2-hidroxi-5-sulfo-benzóico) apresentaram resultados de conversão de matérias graxas à ésteres de alquila acima de 90%, em especial o poli(ácido 2,4-dihidroxi-5-sulfo benzoico) apresentou resultados de conversão acima do estabelecido pela ANP 04/2012, que delimita o mínimo de 96,5% de conversão à ésteres de alquila para sua comercialização como biodiesel. A etapa de separação durante a síntese de ésteres de alquila foi otimizada com o uso desses catalisadores, diminuindo o tempo de processo do sistema. A reutilização do poli(ácido 2,4-dihidroxi-5-sulfo benzoico) mostrou-se eficiente em no mínimo 3 ciclos de reutilização, onde ocorrem conversões acima de 96,5%.Abstract: Historycally, the society suffered with severals energetic crises after the deflagration of dependent technologies of petroleum sources. The governments, society and academia pass to find a new energy sources that can feed or partially replace the oil and its derivatives.The biodiesel enter on the head of scientific researchs from the beginning of 1990, with the first governments stimulus for to research renewable energy sources parallel to oil. Thenceforth, several sinthesys possibilities of biodiesel are recorded on the literature. However, there are raw-materials that delimit whats the technique must be use for to promote an better conversion efficiency of triacylglycerols to alkyl esters (biodiesel). Raw-materials with great content of free fatty acids are inadequate to the synthetic basic route, being the acid catalysis the alternative more interesting for this materials. In all the cases, the use if catalyst is primordial to improve the the convertion efficieny, that can be denominated of homogeneous or heterogeneous catalysts. Conceptually, the homogeneous catalysts are the substances that improve the kinetic reaction and are on the same phase of one or all the system reagents, now the heterogeneous catalysts are the substances that improve the kinetic reaction and are on distinct phase of system reagents. The catalystsm, on the other hand, can be obtained of infinity ways, among which, the polymer sinthesys and its chemistry modification with acids groups is a viable alternative and with low cost for fullfil the role of catalyst in reactions of acidic for the transformation of tryacilglycerols to alkyl esters. On this work were synthezised polymers from the p-hydroxy-benzoic, o-hydroxy-benzoic and 2,4-dihydroxy-benzoic acids, that then were replaced chemically replaced chemically with sulfônic groups and evaluated front the acid catalisys of pig fat and pos frying oil consumption. Were obtained materials of oligomer class with high concentrations of sulfonic groups per gram of polymer (about of 3,7 mmol of SO3H/gpolymer). Then were evaluated the catalytic properties of the tree synthetized oligomers, being that the poly(2,4-dihydroxy-benzoic acid) and the o poly(2-hydroxy-5-sulfo-benzoic acid) presented conversion results of raw greases to alkyl esters above of 90%, in special the poly(2,4-dihydroxy-benzoic acid) presented conversion results above of established by ANP 04/2012, that delimit the minimum of 96,5% of conversion to alkyl esters for its commercialization like biodiesel. The separation step during the synthesis of alkyl esters was optimized with use these catalysts, decreasing the process time of system. The reutilization of poly(2,4-dihydroxy-benzoic acid) showed efficient an a minimum of 3 cycles of reutilization, where occours conversions above of 96,5%.122 f. : il. [algumas color.], grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalÓleos e gordurasCatalisadoresBiodieselPolimerosQuímicaPolímeros sulfonados como catalisadores heterogêneos na produção de biodiesel de óleos e gorduras ácidasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - VITOR VLNIESKA.pdfapplication/pdf2928938https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/32158/1/R%20-%20D%20-%20VITOR%20VLNIESKA.pdf13dd8a7efe92e91ecf44bb5af4dc3009MD51open accessTEXTR - D - VITOR VLNIESKA.pdf.txtExtracted Texttext/plain163248https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/32158/2/R%20-%20D%20-%20VITOR%20VLNIESKA.pdf.txt0b0719b9dcc7890d4b0786ee25403042MD52open accessTHUMBNAILR - D - VITOR VLNIESKA.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1324https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/32158/3/R%20-%20D%20-%20VITOR%20VLNIESKA.pdf.jpg7607b306d069a7aca4bd1097b569ffcfMD53open access1884/321582024-11-27 11:58:05.236open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/32158Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-11-27T14:58:05Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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