Produção de biodiesel via extração e reação integradas a partir do farelo de arroz e solventes verdes pressurizados
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Química UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/33810 |
Resumo: | This research evaluated the production of fatty acid methyl esters (FAME) and fatty acid ethyl esters (FAEE) from rice bran (RB) using an integrated extraction and reaction process with pressurized ethanol and dimethyl carbonate (DMC) as solvents. Initially, Pressurized Liquid Extraction (PLE) was evaluated in semi-continuous mode (120 and 150 °C, with a solvent/feed ratio of 96 and 192 mL g-1 , equivalent to flow rates of 4 and 8 mL min-1 ) using ethanol, DMC and their 1:1 mixture. Based on the best PLE conditions, the integrated system for oil extraction and subsequent reaction of rice bran oil (RBO) was evaluated in continuous mode and under sub- and supercritical conditions (250 °C and 300 °C). Soxhlet extraction was performed for comparison in terms of oil yield and quality. The RB used in the tests, with a granulometry of 42 mesh, presented moisture, ash and oil contents of 11.83 ± 0.76 m.%, 9.84 ± 0.04 m.% and 20.08 ± 0.99 m.%, respectively. Soxhlet extraction resulted in oil yields of 15.79 ± 0.31 m.% (ethanol), 21.42 ± 0.79 m.% (DMC), and 27.82 ± 0.51 m.% (DMC:Ethanol mixture). In PLE, the conditions of 120 °C and 192 mL g-1 provided the highest yields and best oil quality, in terms of acylglycerols, for both ethanol (20.68 ± 0.37 m.%; 94.45 ± 2.33 m.%) and DMC (21.69 ± 0.47 m.%; 91.30 ± 2.70 m.%), in 60 min of processing. Furthermore, PLE generated a product with lower water content, averaging 0.05 m.%. In the integrated extraction and reaction process, DMC achieved a maximum FAME yield of 96.97 ± 5.73 m.% in 20 min at 250 °C, with an ester content of 88.54 ± 5.23 m.%. For ethanol, the highest ester content and yield were 75.57 ± 1.65 m.% and 80.00 ± 1.74 m.%, respectively, at 300 °C and 10 min of experiment. The results indicate that integrating the extraction and reaction steps into a single continuous system represents an efficient and sustainable alternative for biodiesel production, using a low-cost raw material and eliminating the need for prior oil purification. This study reinforces the potential of RB for biofuels production, contributing to the development of innovative and environmentally sustainable technologies. |
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Produção de biodiesel via extração e reação integradas a partir do farelo de arroz e solventes verdes pressurizadosBiodiesel production via integrated extraction and reaction from rice bran and pressurized green solventsCondições pressurizadasProcesso contínuoTransesterificaçãoEtanolDimetil carbonatoPressurized conditionsContinuous processTransesterificationEthanolDimethyl carbonateCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThis research evaluated the production of fatty acid methyl esters (FAME) and fatty acid ethyl esters (FAEE) from rice bran (RB) using an integrated extraction and reaction process with pressurized ethanol and dimethyl carbonate (DMC) as solvents. Initially, Pressurized Liquid Extraction (PLE) was evaluated in semi-continuous mode (120 and 150 °C, with a solvent/feed ratio of 96 and 192 mL g-1 , equivalent to flow rates of 4 and 8 mL min-1 ) using ethanol, DMC and their 1:1 mixture. Based on the best PLE conditions, the integrated system for oil extraction and subsequent reaction of rice bran oil (RBO) was evaluated in continuous mode and under sub- and supercritical conditions (250 °C and 300 °C). Soxhlet extraction was performed for comparison in terms of oil yield and quality. The RB used in the tests, with a granulometry of 42 mesh, presented moisture, ash and oil contents of 11.83 ± 0.76 m.%, 9.84 ± 0.04 m.% and 20.08 ± 0.99 m.%, respectively. Soxhlet extraction resulted in oil yields of 15.79 ± 0.31 m.% (ethanol), 21.42 ± 0.79 m.% (DMC), and 27.82 ± 0.51 m.% (DMC:Ethanol mixture). In PLE, the conditions of 120 °C and 192 mL g-1 provided the highest yields and best oil quality, in terms of acylglycerols, for both ethanol (20.68 ± 0.37 m.%; 94.45 ± 2.33 m.%) and DMC (21.69 ± 0.47 m.%; 91.30 ± 2.70 m.%), in 60 min of processing. Furthermore, PLE generated a product with lower water content, averaging 0.05 m.%. In the integrated extraction and reaction process, DMC achieved a maximum FAME yield of 96.97 ± 5.73 m.% in 20 min at 250 °C, with an ester content of 88.54 ± 5.23 m.%. For ethanol, the highest ester content and yield were 75.57 ± 1.65 m.% and 80.00 ± 1.74 m.%, respectively, at 300 °C and 10 min of experiment. The results indicate that integrating the extraction and reaction steps into a single continuous system represents an efficient and sustainable alternative for biodiesel production, using a low-cost raw material and eliminating the need for prior oil purification. This study reinforces the potential of RB for biofuels production, contributing to the development of innovative and environmentally sustainable technologies.Financiadora de Estudos e Projetos, FINEP, BrasilEsta pesquisa avaliou a produção de ésteres metílicos (EMAG) e etílicos de ácidos graxos (EEAG) a partir de farelo de arroz (FA), utilizando um processo integrado de extração e reação com etanol pressurizado e dimetil carbonato (DMC) como solventes. Primeiramente, avaliouse a Extração com Líquidos Pressurizados (ELP) em modo semicontínuo (120 e 150 °C, com razão solvente/alimentação de 96 e 192 mL g-1 , equivalente às vazões de 4 e 8 mL min-1 ) empregando-se etanol, DMC e a mistura desses solventes(1:1). A partir das melhores condições da ELP, avaliou-se o sistema integrado de extração e reação do óleo de farelo de arroz (OFA), em modo contínuo e sob condições sub e supercríticas (250 °C e 300 °C). A extração Soxhlet foi realizada para comparação em relação ao rendimento e qualidade do óleo. O FA empregue nos ensaios, com granulometria de 42 mesh, apresentou teores de umidade, cinzas e óleo de 11,83 ± 0,76 m.%, 9,84 ± 0,04 m.% e 20,08 ± 0,99 m.%, respectivamente. A extração Soxhlet resultou em rendimentos de óleo iguais a 15,79 ± 0,31 m.% (etanol), 21,42 ± 0,79 m.% (DMC), e 27,82 ± 0,51 m.% (mistura DMC:Etanol). Na ELP, as condições de 120 °C e 192 mL g -1 proporcionaram os maiores rendimentos e melhor qualidade do óleo, em termos de acilgliceróis, tanto para etanol (20,68 ± 0,37 m.%; 94,45 ± 2,33 m.% ) quanto para DMC (21,69 ± 0,47 m.%; 91,30 ± 2,70 m.%), em 60 min de processo. Além disso, a ELP gerou um produto com menor teor de água, com média de 0,05 m.%. No processo integrado de extração e reação, o DMC resultou em um rendimento máximo de EMAG de 96,97 ± 5,73 m.% em 20 min a 250 °C, com um teor de 88,54 ± 5,23 m.% de ésteres. Para etanol, o maior conteúdo de ésteres e rendimento foram de 75,57 ± 1,65 m.% e 80,00 ± 1,74 m.%, respectivamente, em 300 °C e 10 min de ensaio. Os resultados indicam que a integração das etapas de extração e reação em um único sistema contínuo representa uma alternativa eficiente e sustentável para a produção de biodiesel, utilizando uma matéria-prima de baixo custo e sem a necessidade de purificação prévia do óleo. Este estudo reforça o potencial do FA para a produção biocombustíveis, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras e ambientalmente sustentáveis.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia QuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaCentro de TecnologiaAbaide, Ederson Rossihttp://lattes.cnpq.br/5024171488104537Castilhos, Fernanda deSilva, Camila daWancura, João Henrique CabralHollas, Suelly Ribeiro2025-01-15T13:59:18Z2025-01-15T13:59:18Z2024-11-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/33810ark:/26339/001300001c3pvporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-01-15T13:59:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/33810Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-01-15T13:59:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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