Produção de biolubrificante para usos especiais
Henderson Ivan Quintero Perez
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Q45p
[Production of biolubrificant for especial uses]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
117 p. : il.
Orientador: Rubens Maciel Filho
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: O biolubrificante é um lubrificante alternativo obtido a partir de fontes renováveis e representa um importante avanço nos produtos de lubrificação por ele ser biodegradável e não tóxico para os seres humanos e para o ambiente. O desenvolvimento destes produtos vem crescendo devido a eles...
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Resumo: O biolubrificante é um lubrificante alternativo obtido a partir de fontes renováveis e representa um importante avanço nos produtos de lubrificação por ele ser biodegradável e não tóxico para os seres humanos e para o ambiente. O desenvolvimento destes produtos vem crescendo devido a eles adquirirem melhores propriedades requeridas para os lubrificantes como alto índice de viscosidade, volatilidade baixa e boa lubricidade. Neste trabalho foi realizada a síntese do biolubrificante pela transesterificação de óleo de mamona com o álcool isoamílico em presença de hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio como catalisador. O óleo de mamona foi selecionado devido a que ele tem características singulares porque contém aproximadamente 90% de ácido ricinoleico, que apresenta 03 oxigênios em sua molécula, e permite proporcionar à molécula produzida boa estabilidade térmica e boa viscosidade. Através do planejamento fatorial foi analisada a influência na conversão das variáveis do processo de transesterificação, sendo estudados os efeitos da temperatura de reação, concentração de catalisador, nível de agitação e razão molar álcool isoamílico: óleo de mamona. Com os resultados do planejamento foi obtido um modelo codificado de segunda ordem que descreve a conversão em éster em função das variáveis analisadas, utilizando-se este modelo foram geradas as superfícies de resposta para determinar os pontos que fornecem maior conversão. Os melhores resultados foram obtidos a razão molar álcool isoamilico: óleo de mamona igual a 15:1, 1,5% p/p de hidróxido de potássio e temperatura de reação de 65°C tendo sido atingida uma conversão em éster de 93%. Neste estudo foi utilizada a destilação molecular para a separação dos produtos e co-produtos da reação, tendo sido de grande utilidade na separação de produtos ésteres com as características dos biolubrificantes por se tratar de moléculas termicamente sensíveis e de alto peso molecular. A caracterização do produto foi realizada avaliando-se propriedades importantes como: Teor de umidade, índice de acidez, densidade, viscosidade dinâmica e cinemática, índice de viscosidade e análises térmicas e reológicas.
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Abstract: Biolubricant is an alternative lubricant made from renewable sources; it is an important advance to lubrication products because it is biodegradable and non toxic for humans and the environment. The development of these products is increasing because they have better lubricant properties...
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Abstract: Biolubricant is an alternative lubricant made from renewable sources; it is an important advance to lubrication products because it is biodegradable and non toxic for humans and the environment. The development of these products is increasing because they have better lubricant properties such as high viscosity index, low volatility and good lubricity. In this work, it was performed the biolubricant synthesis by transesterification of castor oil with isoamyl alcohol in the presence of sodium hydroxide or potassium hydroxide as catalyst. It was selected the castor oil due to its unique characteristics because it contains approx 90 % of ricinoleic acid which has three oxygen atoms in its molecule, and this allows to promote good thermal stability and good viscosity to the molecule developed.
Through the factorial design it was analyzed the influence to ester conversion of the transesterification process variables and the effects of reaction temperature, catalyst concentration and agitation level and alcohol-oil molar ratio were studied. One secondorder model was obtained to predict the ester conversion as a function of analyzed variables and this model was used to generate the response surface to identify areas that provide higher conversion. Ester conversion of 93 % was obtained at 65 °C, with 15:1 isoamyl alcohol: castor oil molar ratio and catalyst concentration of 1.5% of potassium hydroxide by weight of castor oil. In this study, it was used the molecular distillation for separation of the reaction products. This technique has great utility in the separation of ester products with biolubricants characteristics because those molecules are thermally sensitive and they have high molecular weight. Biolubricant characterization was performed to validate important properties such as water content, acidity index, dynamic and Kinematic
viscosity, viscosity index, thermal and rheological analysis.
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Through the factorial design it was analyzed the influence to ester conversion of the transesterification process variables and the effects of reaction temperature, catalyst concentration and agitation level and alcohol-oil molar ratio were studied. One secondorder model was obtained to predict the ester conversion as a function of analyzed variables and this model was used to generate the response surface to identify areas that provide higher conversion. Ester conversion of 93 % was obtained at 65 °C, with 15:1 isoamyl alcohol: castor oil molar ratio and catalyst concentration of 1.5% of potassium hydroxide by weight of castor oil. In this study, it was used the molecular distillation for separation of the reaction products. This technique has great utility in the separation of ester products with biolubricants characteristics because those molecules are thermally sensitive and they have high molecular weight. Biolubricant characterization was performed to validate important properties such as water content, acidity index, dynamic and Kinematic
viscosity, viscosity index, thermal and rheological analysis.
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