PLANEJAMENTO COMPOSTO CENTRAL APLICADO A SISTEMA DE OBTENÇÃO DE BIOQUEROSENE VIA CATÁLISE HETEROGÊNEA

Autor: Flávio Albuquerque Ferreira da Ponte, Jailson Silva Rodrigues, Jackson de Queiroz Malveira, Islanya Aguiar Maciel, Mônica Castelo Guimarães Albuquerque
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: The Journal of Engineering and Exact Sciences; Vol. 3 No. 3 (2017); 418-435
The Journal of Engineering and Exact Sciences; Vol. 3 Núm. 3 (2017); 418-435
The Journal of Engineering and Exact Sciences; v. 3 n. 3 (2017); 418-435
The Journal of Engineering and Exact Sciences
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
The Journal of Engineering and Exact Sciences, Vol 3, Iss 3, Pp 418-435 (2017)
ISSN: 2527-1075
Popis: In this work biokerosene was produced by the esterification reaction (using heterogeneous catalyst such as AmberlystTM 15) of free fatty acids of C6 to C16 carbon atoms derived from babassu oil (Orbinya speciosa) using a 23 factorial experimental design with central composite. Scanning electron microscopy morphology and the thermogravimetry analysis was used to indicate the working range of the catalyst. The process parameters studied were the reaction temperature between 70 °C to 100 °C, catalyst concentration between 5 % to 10 % and reaction time between 240 minute to 480 minute. As the factorial design response parameter was evaluated the methyl esters content. The process optimization was performed using the response surface methodology (RSM) and the polynomial model of second order. It was observed that the most influential process variables were the reaction temperature and time, the highest conversion of methyl esters was obtained with 7.5 % catalyst; reaction temperature of 85 °C and 360 minutes of reaction. The best conversion of the reaction was 94.7 % on biofuel. Utilizing the MRS with second-order polynomial model, the optimized conditions achieved for the esterification reaction with Amberlyst® 15 were: a temperature of 90.0 ° C, catalyst amount of 7.3 %, and reaction time 338.2 minutes . The expected theoretical yield of conversion into free fatty acids from C6 to C16 carbon atoms in biokerosene was 95.7 %. Neste trabalho foi produzido bioquerosene pela reação de esterificação (utilizando o Amberlyst® 15 como catalisador heterogêneo) dos ácidos graxos livres de C6 a C16 átomos de carbono provenientes do óleo de babaçu (Orbignya speciosa) utilizando um planejamento de experimento fatorial 23 com composto central. A análise termogravimétria foi utilizada para indicar a faixa de trabalho do catalisador e a microscopia eletrônica de varredura, a morfologia. Os parâmetros de processo estudados foram a temperatura de reação entre 70 °C e 100 °C, a concentração em massa de catalisador entre 5 % e 10 % e o tempo de reação entre 240 minutos e 480 minutos. Como parâmetro de resposta do planejamento experimental foi avaliado o teor em massa de metil ésteres. A otimização do processo foi realizada através da metodologia de superfície de resposta (MSR) e o modelo polinomial de segunda ordem. Foi observado que a variável de processo de maior influência foi a temperatura de reação, sendo que a maior conversão de ésteres foi obtida com 7,5 % de catalisador; temperatura de reação de 85 °C e com um tempo de 360 minutos de reação. Com esses parâmetros a conversão alcançada foi de 94,7 % em biocombustível. Utilizando a MRS, com modelo polinomial de segunda ordem, as condições otimizadas obtidas para a reação de esterificação com Amberlyst® 15 foram: temperatura de 90,0 °C, quantidade de catalisador de 7,3 % e tempo reacional de 338,2 minutos. O rendimento teórico da conversão previsto para os ácidos graxos livres de C6 a C16 átomos de carbono em bioquerosene foi de 95,7 %. Esta pesquisa foi apoiada pela Universidade Federal do Ceará (UFC), Laboratório de Imagem Central Analítica da UFC, Fundação Núcleo de Tecnologia Industrial do Ceará (NUTEC) e financiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e pela Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP).
Databáze: OpenAIRE
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