Produção de biodiesel e biolubrificantes: avaliação de novos catalisadores e antioxidantes naturais

This research work was developed seeking the production of clean technologies related to the production of biodiesel and biolubrificantes with prospects in industrial applications. To this end, several materials and bioproducts were obtained, such as silica (MP1), from the beach sand, which allow...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, José Alberto Batista da
Outros Autores: Santos, Luciene da Silva
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Brasil
Assuntos:
Sílica MPI
Catalisador SKS
Biodiesel
Biolubrificantes
Antioxidantes
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27732
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Produção de biodiesel e biolubrificantes: avaliação de novos catalisadores e antioxidantes naturais
description This research work was developed seeking the production of clean technologies related to the production of biodiesel and biolubrificantes with prospects in industrial applications. To this end, several materials and bioproducts were obtained, such as silica (MP1), from the beach sand, which allowed the production of a basic heterogeneous catalyst (SKS), successfully used in the synthesis of bioproducts by transesterification reaction of vegetable oils. In addition, antioxidants were obtained from extracts of Syzygium aromaticum, Punica granatum, Rosmarinus officinalis, Petroselinum crispum and Passiflora edulis for the evaluation of the oxidative stability of the synthesized bio-oils. The catalysts, biodiesel, biolubricants and antioxidants produced were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TG / DTG), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Gas chromatography with mass spectroscopy (GC / MS), X-ray diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy Spectroscopy (EDS), RANCIMAT, X-ray fluorescence spectrometry (XRF), Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICPOES). Oxygenated bio-oils were evaluated according to the American Oil Chemist's Society (AOCS), American Society for Testing and Materials (ASTM) and European Standard (EN). The biolubricants obtained from the reaction of cottonseed oil and alcohols, cyclohexanol (B1) and propylene glycol (B2), presented several physicochemical properties within the norms, such as viscosity, viscosity index, copper corrosivity, pour point, which will allow the use as viable alternatives to commercial, fossil-based lubricating oils, with the differential being renewable and not harming the environment. Obtaining biodiesel from the use of SKS in conditions around 2.5% m / m, 60 ° C and 30 minutes allowed 90.01% yields. The SKS catalyst was reused for five consecutive cycles for biodiesel production, with a reduction of only 5% in reaction yield at the end of the cycle. The bioproducts (biodiesel and biolubricants) obtained obeyed the specifications of the current regulations. The natural antioxidants were tested effectively in the bio-oils, promoting an increase in the oxidation stability of these products, in about 50% evaluated by the Rancimat method, according to Norm EN 14112.
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In addition, antioxidants were obtained from extracts of Syzygium aromaticum, Punica granatum, Rosmarinus officinalis, Petroselinum crispum and Passiflora edulis for the evaluation of the oxidative stability of the synthesized bio-oils. The catalysts, biodiesel, biolubricants and antioxidants produced were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermal analysis (TG / DTG), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Gas chromatography with mass spectroscopy (GC / MS), X-ray diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy Spectroscopy (EDS), RANCIMAT, X-ray fluorescence spectrometry (XRF), Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICPOES). Oxygenated bio-oils were evaluated according to the American Oil Chemist's Society (AOCS), American Society for Testing and Materials (ASTM) and European Standard (EN). The biolubricants obtained from the reaction of cottonseed oil and alcohols, cyclohexanol (B1) and propylene glycol (B2), presented several physicochemical properties within the norms, such as viscosity, viscosity index, copper corrosivity, pour point, which will allow the use as viable alternatives to commercial, fossil-based lubricating oils, with the differential being renewable and not harming the environment. Obtaining biodiesel from the use of SKS in conditions around 2.5% m / m, 60 ° C and 30 minutes allowed 90.01% yields. The SKS catalyst was reused for five consecutive cycles for biodiesel production, with a reduction of only 5% in reaction yield at the end of the cycle. The bioproducts (biodiesel and biolubricants) obtained obeyed the specifications of the current regulations. The natural antioxidants were tested effectively in the bio-oils, promoting an increase in the oxidation stability of these products, in about 50% evaluated by the Rancimat method, according to Norm EN 14112. Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido buscando a produção de tecnologias limpas relacionadas à produção de biodiesel e biolubrificantes com perspectivas em aplicações industriais. Com esse objetivo, diversos materiais e bioprodutos foram obtidos, tais como a sílica (MP1), proveniente da areia de praia, que permitiu a obtenção de um catalisador heterogêneo básico (SKS), utilizado com sucesso na síntese de bioprodutos através de reação de transesterificação de óleos vegetais. Além disso, foram obtidos antioxidantes, a partir de extratos de Syzygium aromaticum, Punica granatum, Rosmarinus officinalis, Petroselinum crispum e Passiflora edulis para a avaliação da estabilidade oxidativa dos bio-óleos sintetizados. O catalisador, o biodiesel, os biolubrificantes e os antioxidantes produzidos, foram caracterizados através das técnicas de espectroscopia de infravermelho (FTIR),analises térmicas (TG/DTG), Ressonância magnética nuclear (RMN), Cromatografia gasosa com espectroscopia de massas (CG/MS), Difratometria de raios X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de energia dispersiva (EDS), RANCIMAT, Espectrometria de fluorescência de raios-X (FRX), Espectrometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). Os bio-óleos oxigenados, foram avaliados segundo Normas da American Oil Chemist’s Society (AOCS), American Society for Testing and Materials (ASTM) e European Standard (EN). Os biolubrificantes obtidos da reação do óleo de algodão e dos álcoois, ciclohexanol (B1) e propilenoglicol (B2), apresentaram diversas propriedades físico-químicas dentro das normas, tais como, viscosidade, índice de viscosidade, corrosividade ao cobre, ponto de fluidez, que permitirá a utilização como alternativas viáveis aos óleos lubrificantes comerciais, de fonte fóssil, com o diferencial de serem renováveis e não agredirem o meio ambiente. A obtenção do biodiesel a partir da utilização do SKS nas condições cerca de 2,5 % m/m, 60 °C e 30 minutos, permitiu rendimentos de 90,01 %. O catalisador SKS foi reutilizado por cinco ciclos seguidos, para produção de biodiesel, com redução de apenas 5 % de rendimento reacional, ao final do ciclo. Os bioprodutos (biodiesel e biolubrificantes) obtidos obedeceram às especificações das normas vigentes. Os antioxidantes naturais foram testados efetivamente nos bio-óleos, promovendo um aumento da estabilidade de oxidação destes produtos, em cerca de 50% avaliado através do método Rancimat, segundo Norma EN 14112. 2019-09-16T21:47:50Z 2019-09-16T21:47:50Z 2019-02-18 doctoralThesis SILVA, José Alberto Batista da. Produção de biodiesel e biolubrificantes: avaliação de novos catalisadores e antioxidantes naturais. 2019. 171f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27732 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

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