Produção do biodiesel de óleo de soja utilizando catalisador heterogêneo da cinza da casca da tangerina ‘Ponkan’ (Citrus reticulata Blanco)

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Lima, Ramoni Renan Silva de
• Orientador(a): Santos, Luciene da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Catalisador; Cinzas de casca de tangerina Ponkan; C. reticula Blanco; Biodiesel; Metodologia de superfície de resposta; Software design expert
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32788

O avanço da demanda energética mundial tem intensificado problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis e vem impulsionando a busca e desenvolvimento de matrizes mais verdes, que estão sendo utilizadas com o intuito de minimizar os impactos ambientais e à saúde humana. Este trabalho propôs um processo sustentável para a produção de biodiesel, combustível alternativo ao diesel, com o uso de um catalisador heterogêneo, verde, denominado CT, oriundo da uma biomassa residual, da casca da tangerina ‘Ponkan’ (Citrus reticulata Blanco). Por meio do planejamento experimental D-Optimal para a obtenção do biodiesel de soja, os parâmetros do processo como: razão molar metanol/óleo, concentração do catalisador, temperatura e tempo de reação foram otimizados. Inicialmente, três amostras de catalisadores foram preparadas pela calcinação das cinzas das cascas de tangerina, no tempo de 4h, CT7 (700 ° C), CT8 (800 ° C) e CT9 (900 ° C), e, após testes preliminares, os rendimentos (m/m) em biodiesel foram, respectivamente, de 79,77, 77,58 e 77,40 %. O rendimento mássico de catalisador obtido para cada temperatura (700, 800 e 900 °C) a partir de 50 g de resíduo foram de 3,76, 1,54 e 0,98%, respectivamente. Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM-FEG), energia dispersiva de raios-X (EDS), dessorção de CO2 à temperatura programada (TPD-CO2), análise térmica (TG / DTG) e teste de basicidade de Hammett. A qualidade do biodiesel foi avaliada de acordo com os procedimentos padrão estabelecidos pela ASTM (American Society for Testing and Materials) para as propriedades de viscosidade cinemática e densidade. Os padrões de DRX do catalisador CT mostraram os picos associados às fases características de K2CO3, K2O, K2Ca(CO3)2, SiO2, Na2O confirmados por FRX o qual identificou grandes proporções desses óxidos e carbonatos. Boa estabilidade térmica foi observada através das curvas TG / DTG e a análise de TPD-CO2 demonstrou a presença de sítios básicos fracos e moderados no catalisador CT. As condições otimizadas geradas pela superfície de resposta foram: 3 h tempo reacional, concentração de catalisador de 3,5% m/m, razão molar de 15: 1 (metanol: óleo) e temperatura de 64 ° C. Para essas condições otimizadas, a conversão da reação quantificada por RMN 1H foi maior que 87% e o catalisador apresentou capacidade de reaproveitamento de até 5 vezes. O catalisador demostrou ser eficaz para produção de biodiesel de soja, tornando o processo mais ambientalmente amigável e econômico por utilizar um resíduo de baixo custo da agroindústria, sendo sintetizado de forma simples e rápida.