Estudo da redução do teor de acidez de óleo alternativo via método eletroquímico, visando a produção de biodiesel
Sara Luneburger
Dissertação
Português
Guarapuava, PR, 2024.
90 p.
(Mestrado em Bioenergia) - Programa de Pós-Graduação em Bioenergia, Universidade Estadual do Centro-Oeste
O biodiesel é um biocombustível muito importante para a transição energética e para o processo de
descarbonização. Entretanto, a produção de biodiesel é dependente de matérias primas que são
commodities, competem com o ramo alimentício e alcançam elevados valores no mercado, como a
soja. Visando... Ver mais
descarbonização. Entretanto, a produção de biodiesel é dependente de matérias primas que são
commodities, competem com o ramo alimentício e alcançam elevados valores no mercado, como a
soja. Visando... Ver mais
O biodiesel é um biocombustível muito importante para a transição energética e para o processo de
descarbonização. Entretanto, a produção de biodiesel é dependente de matérias primas que são
commodities, competem com o ramo alimentício e alcançam elevados valores no mercado, como a
soja. Visando propiciar o aumento da produção e consequente utilização de biodiesel é necessário
existir uma cadeia de suprimentos, porém alguns óleos e gorduras potenciais apresentam elevada
acidez, característica que impede que a reação amplamente utilizada na indústria, a
transesterificação, ocorra de maneira adequada. O presente trabalho foi dividido em duas etapas, na
primeira etapa foi desenvolvido uma técnica de tratamento para óleos de alta acidez (60 a 90
mgKOH/g), com uso de eletrólise e catalisador ácido sulfúrico, com eletrodos de aço e de grafite, foi
elaborado um planejamento experimental fracionado para estudar as variáveis: tamanho do eletrodo,
tempo, proporção de metanol e de catalisador, obtendo como melhor resultado 96,07% de redução da
acidez do óleo com o uso de eletrodo de grafite, este processo viabilizou além da redução de acidez a
produção de 62,5% de teor de ésteres. Em seguida foi realizado um estudo de eficiência do reuso dos
eletrodos, e ambos os eletrodos não apresentaram quedas significativas na eficiência durante o uso
contínuo. Na segunda etapa, para atingir o nível exigido para a comercialização de 96,5% de teor de
ésteres, foi realizado um estudo de produção de biodiesel (utilizando os óleos tratados na etapa
anterior) com e sem eletrólise, com catalisador ácido e alcalino a partir do óleo tratado, avaliando
também a proporção de metanol utilizada, com base nos resultados ficou evidenciado que é melhor
conduzir a produção sem eletrólise e com catalisador alcalino, alcançando o teor de ésteres de
98,52% com a menor quantidade de metanol (1:9, óleo:metanol M:M) estudada. Por fim, foi realizada
uma análise econômica simplificada, onde foi constatado que o tratamento utilizando eletrólise
propicia uma economia de quase 3 vezes, quando comparado ao método tradicional de redução da
acidez do óleo. Desta maneira, foi possível contribuir para o desenvolvimento de um processo de
baixo custo e alta eficiência, viabilizando a inserção de óleos de alta acidez ao mercado de biodiesel
e a consequente diversificação das matérias primas. Ver menos
descarbonização. Entretanto, a produção de biodiesel é dependente de matérias primas que são
commodities, competem com o ramo alimentício e alcançam elevados valores no mercado, como a
soja. Visando propiciar o aumento da produção e consequente utilização de biodiesel é necessário
existir uma cadeia de suprimentos, porém alguns óleos e gorduras potenciais apresentam elevada
acidez, característica que impede que a reação amplamente utilizada na indústria, a
transesterificação, ocorra de maneira adequada. O presente trabalho foi dividido em duas etapas, na
primeira etapa foi desenvolvido uma técnica de tratamento para óleos de alta acidez (60 a 90
mgKOH/g), com uso de eletrólise e catalisador ácido sulfúrico, com eletrodos de aço e de grafite, foi
elaborado um planejamento experimental fracionado para estudar as variáveis: tamanho do eletrodo,
tempo, proporção de metanol e de catalisador, obtendo como melhor resultado 96,07% de redução da
acidez do óleo com o uso de eletrodo de grafite, este processo viabilizou além da redução de acidez a
produção de 62,5% de teor de ésteres. Em seguida foi realizado um estudo de eficiência do reuso dos
eletrodos, e ambos os eletrodos não apresentaram quedas significativas na eficiência durante o uso
contínuo. Na segunda etapa, para atingir o nível exigido para a comercialização de 96,5% de teor de
ésteres, foi realizado um estudo de produção de biodiesel (utilizando os óleos tratados na etapa
anterior) com e sem eletrólise, com catalisador ácido e alcalino a partir do óleo tratado, avaliando
também a proporção de metanol utilizada, com base nos resultados ficou evidenciado que é melhor
conduzir a produção sem eletrólise e com catalisador alcalino, alcançando o teor de ésteres de
98,52% com a menor quantidade de metanol (1:9, óleo:metanol M:M) estudada. Por fim, foi realizada
uma análise econômica simplificada, onde foi constatado que o tratamento utilizando eletrólise
propicia uma economia de quase 3 vezes, quando comparado ao método tradicional de redução da
acidez do óleo. Desta maneira, foi possível contribuir para o desenvolvimento de um processo de
baixo custo e alta eficiência, viabilizando a inserção de óleos de alta acidez ao mercado de biodiesel
e a consequente diversificação das matérias primas. Ver menos
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Biodiesel is a very important biofuel for the energy transition and the decarbonization process. However, biodiesel production is dependent on raw materials that are commodities, compete with the food industry and reach high market prices, such as soybeans. In order to increase the production and...
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Biodiesel is a very important biofuel for the energy transition and the decarbonization process. However, biodiesel production is dependent on raw materials that are commodities, compete with the food industry and reach high market prices, such as soybeans. In order to increase the production and consequent use of biodiesel, it is necessary to have a supply chain, however, some potential oils and fats have high acidity, a characteristic that prevents the reaction widely used in the industry, transesterification, from occurring properly. The present work developed a treatment technique for high acidity oils (60 to 90 mgKOH/g), using electrolysis and sulfuric acid catalyst, with steel and graphite electrodes, obtaining the best result of 96.07% reduction with the use of graphite electrode, with 62.5% ester content. A study on the efficiency of electrode reuse was then carried out, and both electrodes did not show significant drops in efficiency during continuous use. To reach the level required for commercialization of 96.5% ester content, a biodiesel production study was carried out
(using the oils treated in the previous stage) with and without electrolysis, with acid and alkaline catalyst from the treated oil , and based on the results it was evident that it is better to conduct the second stage without electrolysis and with an alkaline catalyst, achieving an ester content of 98.52% with the lowest amount of methanol (1:9, oil:methanol M:M) studied. Finally, an economic analysis was carried out, where it was found that the treatment using electrolysis provides savings of almost 3 times, when compared to the traditional method of reducing the acidity of the oil. In this way, it was possible to contribute to the development of a low-cost and high-efficiency process, enabling the insertion of high acidity oils into the biodiesel market and the consequent diversification of raw materials. Ver menos
(using the oils treated in the previous stage) with and without electrolysis, with acid and alkaline catalyst from the treated oil , and based on the results it was evident that it is better to conduct the second stage without electrolysis and with an alkaline catalyst, achieving an ester content of 98.52% with the lowest amount of methanol (1:9, oil:methanol M:M) studied. Finally, an economic analysis was carried out, where it was found that the treatment using electrolysis provides savings of almost 3 times, when compared to the traditional method of reducing the acidity of the oil. In this way, it was possible to contribute to the development of a low-cost and high-efficiency process, enabling the insertion of high acidity oils into the biodiesel market and the consequent diversification of raw materials. Ver menos
eng
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Acesso Aberto
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Unicentro - Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais
Gallina, André Lazarin
Orientador
Estudo da redução do teor de acidez de óleo alternativo via método eletroquímico, visando a produção de biodiesel
Sara Luneburger
Estudo da redução do teor de acidez de óleo alternativo via método eletroquímico, visando a produção de biodiesel
Sara Luneburger