00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação dos parâmetros físico-químicos das blendas de biodiesel metílico e etílico de chichá (Sterculia striata) com diesel mineral
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the physical-chemical parameters of the methyl and acrylic biodiesel fibers of chichá (Sterculia striata) with mineral diesel
Autor(es): Gabriel, Rafaela
Primeiro Orientador: Carvalho, Sandra Helena Vieira de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.referee1: Meneghetti, Simoni Margareti Plentz
metadata.dc.contributor.referee2: Albuquerque, Édler Lins de
Resumo: Um estudo das propriedades físico-químicas do biodiesel de chichá metílico e etílico e de suas misturas com diesel mineral foi conduzido a fim de avaliar a qualidade do biodiesel produzido, analisar a aplicabilidade das misturas de biodiesel/diesel e predizer suas propriedades a partir de modelos empíricos e termodinâmicos visando determinar sua operacionalidade em motores movidos a diesel. As amostras de biodiesel B0, B10, B15, B20, B40, B60, B80 e B100 foram analisadas quanto à viscosidade cinemática, massa específica e ponto de entupimento, que são importantes parâmetros de qualidade citados na Resolução da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). O biodiesel e as misturas deste com diesel mineral, podem ser utilizados como combustível pois apresentam propriedades físico-químicas semelhantes ao óleo diesel e propiciam uma dinâmica aceitável para o processo de combustão. Os testes foram realizados em uma ampla faixa de temperatura à pressão atmosférica. O chichá foi escolhido como matéria-prima deste estudo por ser uma fonte de triglicerídeo pouco explorada e por não ser diretamente concorrentes da produção de alimentos, estando consorciada com atividades agropecuárias. Os dados das massas específicas e das viscosidades cinemáticas foram modelados a partir de correlações empíricas afim de predizer as propriedades fundamentais dos biodieseis e suas misturas com diesel. Os dados experimentais das massas específicas foram ainda, avaliados para o entendimento do comportamento termodinâmico através da equação de estado de Peng-Robinson (PR) baseado no conceito de estimação de parâmetros por minimização de função objetivo utilizando as propriedades críticas do biodiesel (Tc, Pc, Vc e ω). As propriedades críticas do biodiesel e suas misturas foram determinadas pelo método de contribuição de grupo de Constantinou e Gani (CG) baseado nos grupos do modelo termodinâmico UNIFAC. As estimativas das massas específicas foram realizadas em ambiente Matlab, utilizando a rotina fminsearch que foi adotada como ferramenta de minimização. Os resultados demonstraram que as propriedades estudadas, massa específica, viscosidade cinemática e ponto de entupimento podem sofrer influência tanto da temperatura quanto das variações das frações de biodiesel nas misturas. A viscosidade cinemática e a massa específica diminuíram com o aumento da temperatura e aumentaram com o aumento percentual de biodiesel na mistura. O ponto de entupimento também aumentou com a aumento da fração de biodiesel na mistura. Os resultados das predições empíricas e termodinâmicas mostraram-se satisfatórias; as estimativas realizadas pela equação de Peng-Robinson mostraram-se adequadas para a estimação da massa específica, sendo muito próximas daquelas encontradas experimentalmente, apresentando erros percentuais inferiores a 0,3 %.
Abstract: A study of the physicochemical properties of biodiesel from methyl and ethyl Sterculia striata and its mixtures with mineral diesel was conducted in order to evaluate the quality of biodiesel produced, to analyze the applicability of biodiesel / diesel blends and to predict their properties from models empirical and thermodynamic tests a imingto determinet heir operability in diesel power e dengines. The blends B0, B10, B15, B20, B40, B60, B80 and B100 were analyzed for viscosity, density and clogging point, which are important quality parameters cited in the Resolution of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). The biodiesel and its mixtures with mineral diesel can be used as fuel because they present physico chemical properties similar to diesel oil and provide an acceptable dynamics for the combustion process. The tests were performed over a wide temperature range and at atmospheric pressure. The Sterculia striata was chosen as raw material in this study because it is a source of triglycerides little explored and because they are not directly competitors of the food production, being intercropped with agricultural activities. The kinematic viscosity and specific mass data were modeled from empirical correlations in order to predict the fundamental properties of biodieses and their blends with diesel. The experimental data of the specific mass were also evaluated for the understanding of the thermodynamic behavior through the Peng-Robinson (PR) State Equation based on the concept of parameter estimation by objective function minimization using the critical properties of biodiesel (Tc, Pc, Vc and ω). The critical properties of the biodiesel and its mixtures were determined by the Constantinou and Gani (CG) group contribution method based on the groups of the UNIFAC thermodynamic model. The specific mass estimates were performed in Matlab environment, using the fminsearch routine that was adopted as a minimization tool. The results showed that the studied properties, specific mass, kinematic viscosity and clogging point may be influenced by both the temperature and the variations of the biodiesel fractions in the mixtures. Kinematic viscosity and specific mass decreased with increasing temperature and increased with the percentage increase of biodiesel in the blend. The clogging point also increased with the increase in the biodiesel fraction in the blend. The results of empirical and thermodynamic predictions were satisfactory; the Peng-Robinson equations were adequate for the estimation of the specific mass, being very close to those found experimentally, presenting percentage errors lower than 0.3%.
Palavras-chave: Biodiesel
Sterculia striatra
Blendas
Chichá
Equação de Peng-Robinson
Blends
Equation of Peng- Robinson
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. Avaliação dos parâmetros físico-químicos das blendas de biodiesel metílico e etílico de chichá (Sterculia striata) com diesel mineral. 2017. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Alagoas, 2017.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2416
Data do documento: 11-set-2017
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