Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.22/2576
Título: Estudo da valorização de um resíduo de ácidos gordos livres
Autor: Gama, Nuno
Orientador: Ramalho, Elisa
Palavras-chave: Glicerol
Ácidos gordos livres
Corrosão dos ácidos gordos livres
Biodiesel
Glycerol
Free fatty acids
Free fatty acids corrosion
Biodiesel
Data de Defesa: 2011
Editora: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto
Resumo: Com o desenvolvimento económico a gestão de recursos é um desafio que a sociedade moderna enfrenta. Um desenvolvimento sustentável, que procure satisfazer as necessidades da geração actual e futuras, é fundamental. É pois necessário encontrar novas fontes de energia e reduzir/valorizar resíduos. O objectivo deste trabalho prende-se com a valorização de um resíduo de ácidos gordos livres como fonte alternativa de energia. Estes ácidos gordos são obtidos na purificação primária da glicerina proveniente da produção de biodiesel por via alcalina, cedida pela empresa SOCIPOLE SA. Inicialmente separaram-se os ácidos gordos livres e ésteres presentes na glicerina, e caracterizou-se o produto obtido. Efectuaram-se dois ensaios, obtendo-se 42,9% e 53,8% em massa de ácidos gordos livres e 41,7% e 34,0% de ésteres no 1º e 2º ensaio respectivamente. Além dos ésteres e ácidos gordos livres, no 1º produto existem 15,4% de matéria não esterificável e no 2º 12,2%. Na primeira parte do trabalho, estudou-se a possibilidade de utilização directa deste produto como combustível. Determinou-se o PCI, obtendo-se 29,8 e 29,4 MJ/kg para o 1º e 2º ensaio respectivamente. Estes valores são superiores aos que se encontram no despacho 17313/2008 de 26 de Junho de 2008, para biogasolina e biodiesel (27,2 MJ/kg), significando que os ácidos gordos livres separados têm forte potencial para serem usados como combustível. Efectuou-se também um estudo de corrosão de aço do corpo e tubos de uma caldeira através de ensaios de polarização, usando um Potenciostato/Galvanostato, e por variação da massa de amostras mergulhadas nos ácidos gordos livres a 105ºC e à temperatura ambiente. Nas condições estudadas, os ácidos gordos não promoveram corrosão nas amostras. Por fim, fez-se a combustão de uma amostra dos ácidos gordos livres num bico de Meeker e verificou-se a formação de depósitos equivalentes a 1,93% da massa inicial. Na segunda parte estudou-se a possibilidade de produzir biodiesel por esterificação, dos ácidos gordos livres. Fez-se um estudo prévio para verificar qual a melhor razão molar de amostra/metanol a utilizar, optando-se por 1:6. Após cinco etapas de esterificação, obteve-se um produto final com 85,6% de ésteres. Não foram então atingidos os 96,5% exigidos pela norma europeia EN 14214, devido à presença de matéria não esterificável na matéria-prima, que não foi possível separar totalmente do produto durante o processo (esterificação, lavagem e secagem). Pela análise de todos os parâmetros, o produto obtido não pode ser considerado biodiesel, não sendo possível ser comercializado como tal. A análise dos resultados aponta para a opção da valorização do resíduo de ácidos gordos na queima directa em geradores e caldeiras que deverá no entanto, ser precedida de um estudo mais detalhado que inclua a análise da constituição da matéria não esterificável, para garantir uma combustão segura.
With the economic development the resource management is a challenge that modern society faces. Sustainable development that seeks to meet the needs of the present and future generations is essential. It is therefore necessary to find new energy sources and reduce/valorize wastes. The aim of this work is the valorization of a free fatty acids residue as an alternative energy source. These free fatty acids were obtained by the primary purification of glycerin, byproduct from the biodiesel produced by alkali catalyze, courtesy SOCIPOLE SA Company. Initially free fatty acids and esters present in the glycerin were separated and characterized. There were two trials, resulting in 42.9% and 53.8% by weight of free fatty acids and 41.7% and 34.0% of the esters for 1st and 2nd trials, respectively. In addition to the esters and free fatty acids, there were 15.4% and 12.2% of no esterificable matter, for 1st and 2nd trials, respectively. In the first part of this work, the viability of direct use of this product, as fuel was studied. PCI was determined yielding 29.8 and 29.4 MJ/kg for 1st and 2nd trials, respectively. These values are higher than those found in Decree Law No. 17313/2008, June 26 of 2008, for biogasoline and biodiesel (27.2 MJ/kg), meaning that separate free fatty acids have strong potential for use as fuel. Also was studied the corrosion of steel tubes and the boiler body through polarization assays, using a potentiostat/galvanostat, and by metal sample mass variation when immersed in the free fatty acids at 105 ° C and at room temperature. Under the conditions tested the fatty acids in the samples did not promote corrosion. Finally, the combustion of a sample of free fatty acids was study in a meeker nozzle and the formation of deposits was checked accounting to 1.93% of the initial mass. In the second part of this work the possibility of producing biodiesel by esterification of free fatty acids was studied. A previous study was done to determine the best molar ratio sample/methanol, opting for 1:6. After five steps of esterification, a final product with 85.6% of esters was obtained. It was not possible to meet the 96.5% required by the European standard EN 14214, due to the presence of a significant amount of no esterification matter in the raw material which was not possible to separate completely from the product during the process (esterification, washing and drying). The analysis of all parameters, allows to conclude that the product cannot be considered biodiesel, and cannot be marketed as such. The results induce to consider the option of using this residue in direct burning on generators and boilers. However, it should be preceded by a more detailed study that includes analysis of the constitution of matter that can´t be esterified to ensure a safe combustion
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/2576
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Química

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