Orientadores: Matthieu Tubino, Glauco Favilla Bauerfeldt

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: O biodiesel é comumente produzido pela transesterificação dos triglicerídeos com o metanol (metanólise) empregando catalisadores alcalinos. Neste trabalho foi investigada a atividade catalítica do NaOCH3, KOCH3, NaOH e do KOH na metanólise do óleo de soja nas temperaturas de 30 à 60 °C, sob...

Resumo: O biodiesel é comumente produzido pela transesterificação dos triglicerídeos com o metanol (metanólise) empregando catalisadores alcalinos. Neste trabalho foi investigada a atividade catalítica do NaOCH3, KOCH3, NaOH e do KOH na metanólise do óleo de soja nas temperaturas de 30 à 60 °C, sob agitação de 400 rpm. O progresso desta reação foi monitorado pelas medidas do índice de refração utilizando um refratômetro portátil digital, ao qual foi acoplado uma peça cônica de Teflon® para permitir o monitoramento online das amostras em fluxo contínuo. O método proposto é simples, rápido, barato, não-destrutivo e não requer pré-tratamento complexo. Foi observado que a etapa de mistura dos reagentes consome grande parte do tempo necessário para a conversão. A lei de velocidade da metanólise pôde ser bem representada por uma cinética de ordem zero, com a reação ocorrendo na interface da mistura metanol/óleo. Os catalisadores contendo o potássio promoveram reações mais rápidas do que os seus análogos de sódio, sugerindo que um mecanismo de reação envolvendo a participação de pares iônicos de metóxidos alcalinos como catalisadores seria mais adequado para representar a metanólise do que aquele catalisado pelos íons metóxidos. Em comparação aos metóxidos alcalinos, nas reações em que se empregaram os hidróxidos as suas velocidades são menos sensíveis à variação da temperatura. Neste caso, os sabões formados com os hidróxidos poderiam estar amenizando a influência da temperatura na difusão dos reagentes fazendo com que a velocidade da reação seja menos afetada. A água parece atuar como um inibidor desta reação, por inativação do catalisador, o que se reflete na menor velocidade observada nas reações com os hidróxidos frente às com os metóxidos. Entretanto isto não é percebido à baixas temperaturas, quando o efeito difusional é predominante

Abstract: Biodiesel is commonly produced by the transesterification of triglycerides with methanol (methanolysis) using alkaline catalysts. In this work we investigated the catalytic activity of NaOCH3, KOCH3, NaOH and KOH in methanolysis of soybean oil at temperatures of 30 to 60 °C, under 400 rpm...

Abstract: Biodiesel is commonly produced by the transesterification of triglycerides with methanol (methanolysis) using alkaline catalysts. In this work we investigated the catalytic activity of NaOCH3, KOCH3, NaOH and KOH in methanolysis of soybean oil at temperatures of 30 to 60 °C, under 400 rpm agitation. The progress of the reaction was monitored by measuring the refractive index using a portable digital refractometer, to which was attached a piece conical Teflon® to allow online monitoring of samples at continuous flux. The proposed method is simple, fast, inexpensive, non-destructive and not requires complex pretreatment. It was observed that the step of mixing the reactants consumes much of the time required for conversion. The rate law of methanolysis can be represented by a zero-order kinetics, with the reaction occurring at the interface of methanol / oil. The catalysts containing potassium promoted reactions faster than its analogs sodium, suggesting that a reaction mechanism involving the participation of ionic pairs of alkaline methoxides would be more suitable to represent the methanolysis than that catalyzed by ions methoxides. In reactions that utilized hydroxides their speeds are less sensitive to temperature variation than the alkaline methoxides. In this case, the soaps formed with the hydroxides could be decreasing the influence of temperature on diffusion of the reactants so that the reaction rate is less affected. The water seems to act as an inhibitor of this reaction by inactivation of the catalyst, which is reflected in the lower velocity observed in reactions with hydroxides towards methoxides. However this is not observed at lower temperatures, when the diffusion effect is predominant