00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11965
Tipo: Tese
Título: Estudo dos efeitos de agitação e mistura no processo de síntese dos hidróxidos duplos lamelares (HDLs) aplicado à produção de biodiesel
Título(s) alternativo(s): Study of the effects of agitation and mixing in the synthesis process of lamellar double hydroxides (LDHs) applied to biodiesel production
Autor(es): Gabriel, Rafaela
Primeiro Orientador: Meili, Lucas
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Lívia Maria de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee2: Brandão, Rodolfo Junqueira
metadata.dc.contributor.referee3: Rosa, Gabriela Silveira da
metadata.dc.contributor.referee4: Santos, Kleber Jean Leite dos
Resumo: O processo de agitação e mistura compreende a determinação de parâmetros de processo e de dimensionamento dos reatores, tais como: velocidade de agitação, tipos de impelidores, chicanas, entre outros. Tais características são determinantes na promoção da transferência de massa e energia para o sistema. A síntese por coprecipitação dos Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs), argilas pertencentes à classe de nanopartículas minerais, é governada pelas etapas de nucleação e crescimento dos cristais diretamente associada à eficiência do processo de mistura e dispersão dos reagentes. Este trabalho apresenta como proposta o estudo das variáveis de processo em um reator batelada, para a síntese dos HDLs por coprecipitação. O estudo foi realizado aplicando um planejamento fatorial 23 , avaliando-se a influência das variáveis de processo: velocidade de agitação (200 e 1000 rpm), tempo de agitação (2 e 18 h) e presença ou ausência de chicanas, tendo como resposta a quantidade de HDL produzida e a conversão em biodiesel (aplicação). Além disso, foram avaliadas as características químicas e estruturais dos materiais produzidos. Em linhas gerais, as variáveis de processo influenciaram na conversão em biodiesel (39,6 – 97,4 %), na quantidade (51,94 – 80,81 g) e nas características estruturais dos HDLs, como cristalinidade, tamanho do cristalito (70,99 – 174,79 nm), área superficial (69,81 – 97,62 m2 /g) e outras. Com o resultado do primeiro planejamento, foi realizada o estudo da produção de biodiesel com o melhor HDL (na forma de óxidos mistos) que serviu como catalisador da reação de transesterificação. Para tanto, foi aplicado um planejamento composto central com as variáveis tempo (0,32 a 3,68 h), quantidade de catalisador (1,29 a 9,70 %) e razão molar óleo/álcool (1:6,5 a 1:17,04). As condições críticas estimadas pelo modelo para a variáveis tempo, catalisador e razão molar foram iguais a 2,95 h, 7,77% e 1:16, respectivamente, ponto em que foi alcançado 98,7 % de conversão em biodiesel. Além disso, foi avaliado a estabilidade dos catalisadores formados por óxidos mistos/HDLs que demonstraram atividade satisfatória por até 4 ciclos, com conversões acima de 96,8%.
Abstract: The stirring and mixing process comprises the determination of process parameters and sizing of the reactors, such as: stirring speed, types of impelers, chicanes, among others. Such characteristics are determinant in promoting the transfer of mass and energy to the system. The coprecipitation synthesis of Layered Double Hydroxides (LDHs), clays belonging to the class of mineral nanoparticles, is governed by the nucleation and growth stages of the crystals directly associated with the efficiency of the mixing and dispersing process of the reagents. This paper presents as a proposal the study process variables in a batch reactor, for the synthesis of HDLs by coprecipitation. The study was carried out by applying a factorial planning 23, evaluating the influence of the process variables: agitation speed (200 and 1000 rpm), agitation time (2 and 18 h) and presence or absence of chicanes, having as response the amount of LDH produced and conversion into biodiesel (application). In addition, the chemical and structural characteristics of the materials produced were evaluated. In general, the process variables influenced the conversion into biodiesel (39.6 - 97.4 %), the quantity (51.94 - 80.81 g) and structural characteristics of HDLs, such as crystalline, crystalline size (70.99 - 174.79 nm), surface area (69.81 - 97.62 m2 /g) and others. With the result of the first planning, the optimization study of biodiesel production with the best HDL (in the form of mixed oxides) was carried out, which served as a catalyst for the transesterification reaction. For this, a central composite planning was applied with the variables time (0.32 to 3.68 h), amount of catalyst (1.29 to 9.70 %) and molar oil/alcohol ratio (1:6.5 to 1:17.04). The critical conditions estimated by the model for the variables time, catalyst and molar ratio were equal to 2.95 h, 7.77% and 1:16, respectively, at which point 98.7% conversion to biodiesel was achieved. In addition, the stability of catalysts formed by mixed oxides/HDLs that demonstrated satisfactory activity for up to 4 cycles, with conversions above 96.8%, was evaluated.
Palavras-chave: Argilas aniônicas – análise
Hidróxidos duplos lamelares – produção
Reagentes – mistura
Biodiesel – produção – reação
Anionic clays
Process variables and mixing
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: GABRIEL, Rafaela. Estudo dos efeitos de agitação e mistura no processo de síntese dos hidróxidos duplos lamelares (HDLs) aplicado à produção de biodiesel. 2023. 94 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11965
Data do documento: 31-mar-2023
Aparece nas coleções:Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC



Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.