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Biodiesel production : optimization of process variable of castor oil transeste...

Author(s): Nivea de Lima da Silva

Date: 2006

Origin: OASIS br

Subject(s): Castor oil; Biodiesel; Otimização; Transesterificação; Transesterification; Oleo de mamona; Biodiesel; Otimization


Description
O biodiesel é um combustível alternativo obtido a partir de fontes renováveis, não tóxico e livre de enxofre e aromático. A transesterificação de óleos vegetais ou gorduras de origem animal, em presença de alcoóis de baixo peso molecular como etanol e metanol, é a forma mais usual de produção de biodiesel. A transesterificação do óleo de mamona com etanol em presença de etóxido de sódio e hidróxido de sódio foi realizada nesse estudo. Os experimentos foram feitos utilizando planejamento experimental e os resultados foram interpretados de acordo com a metodologia da superfície de resposta. As variáveis estudadas foram temperatura de reação, concentração de catalisador e razão molar etanol : óleo de mamona. Os experimentos foram feitos de acordo com o planejamento experimental completo 23, mais três pontos centrais e quatro pontos axiais. Foram obtidos dois modelos codificados de segunda ordem que descrevem a conversão em éster em função da temperatura de reação, concentração de catalisador e razão molar etanol : óleo de mamona. Uma boa e rápida separação entre as fases éster e glicerina foi obtida com a metodologia desenvolvida. A maior concentração de éster atingida experimentalmente, utilizando as variáveis otimizadas, foi de 93,97 % p/p. utilizando razão molar etanol : óleo de mamona igual a 16:1, 1% p/p de etóxido de sódio e temperatura de reação igual a 80° C. Um pequeno aumento de escala da reação foi realizado utilizando as condições otimizadas e hidróxido de sódio como catalisador. Biodiesel is an alternative and nontoxic fuel, wich is essentially free of sulfur and aromatics. It is usually produced by transesterification reaction of vegetable oils or animal fats with a low weigh alcohol, such as ethanol and methanol. This work presents the transesterification reaction of castor oil with ethanol in presence of sodium etnoxide and sodium hydroxide as catalysts. The proposed process of biodiesel production was evaluated and optimal operating conditions range was identified by application of the factorial design and response surface methodology. The studied variables were reaction temperature, catalyst concentration and ethanol castor oil molar ratio. The experiments were carried out according to a 23 complete factorial design plus three central points and six axial points, called star points. Two second-order models were obtained to predict the ester conversion as a function of reaction temperature, catalyst concentration an ethanol castor oil molar ratio. Good phase separation was obtained with the methodology developed. The best result for laboratory-scale reactions was 93.97% wt of ester conversion. This result was obtained at 80° C, with castor oil molar reaction of 16:1 and catalyst concentration of 1% of sodium ethoxide by weight of castor oil. A small scale up was realized with the optimize conditions and sodium hydroxide as catalyst.
Document Type Other
Editor(s) Maria Regina Wolf Maciel; Luis Cortez; Renato Sprug
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