6- CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 6.1- EQUÍLIBRIOS LÍQUIDO-LÍQUIDO TERNÁRIO E QUATERNÁRIO
Durante o desenvolvimento do projeto proposto intitulado como: “Caracterização de sistemas envolvidos nos processos de purificação de biodiesel”, chegou-se às seguintes conclusões:
Os testes feitos com os diferentes solventes permitiram avaliar qual seria a interação dos mesmos com as amostras, permitindo obter parâmetros que foram importantes na escolha do solvente adequado para definir a metodologia analítica aplicada. Através dos testes realizados, definiu-se o metanol como solvente para solubilizar as amostras a serem analisadas. Conseguiu-se êxito no desenvolvimento do método de análises para as amostras, pois boas separações e resoluções dos componentes foram obtidas. As etapas de produção, separação e purificação do biodiesel de soja e mamona
permitiram obter conhecimento a respeito das variáveis de processos como, por exemplo, a temperatura, razão molar da mistura óleo/etanol, catalisador, entre outras. Também adquiriu-se conhecimento das características dos sistemas antes de iniciar os experimentos de equilíbrios líquido-líquido ternário e quaternário.
Na parte de caracterizações, os resultados encontrados, tanto para os óleos como para os biodieseis, foram satisfatórios. O conhecimento dessas propriedades foi importante porque, nos experimentos, a condição de pureza é um fator indispensável para obter bons resultados.
Os experimentos de equilíbrio líquido-líquido foram realizados com sucesso tanto no que se diz respeito à formação das fases como em relação às análises realizadas. Os resultados se mostraram satisfatórios conforme pode ser visto nos gráficos apresentados durante a parte de resultados e discussões.
Para os sistemas ternários envolvendo biodiesel de mamona verificou-se que a solubilidade dos outros componentes (etanol, glicerina e água) na fase biodiesel eram mais elevada quando comparada ao sistema ternário envolvendo biodiesel de soja. Esse efeito traz como conseqüências maiores cuidados durante as etapas de lavagem,
podendo tornar inviável o processo de purificação caso necessite muitas etapas de lavagem e secagem do biodiesel.
As solubilidades dos pares binários Bio-OM ─ Glicerina e Bio-OM ─ Etanol mostraram- se maiores quando comparadas aos mesmos pares binários envolvendo o biodiesel de soja. Esse fato pode ser explicado pela presença do grupo -OH da molécula de ricinoleato, conferindo maior polaridade e, conseqüentemente, maior distribuição desses componentes na fase rica em biodiesel.
Para os pares binários envolvendo os componentes Biodiesel ─ Água e Biodiesel ─ Glicerina, percebeu-se pouca afinidade pela fase rica em biodiesel. Isto faz com que durante as etapas de lavagem do biodiesel, esses componentes se distribuem mais na fase glicerina ou aquosa.
Os desafios relacionados à formação de sabão para a parte experimental envolvendo os sistemas BIO-OM + Glicerina + Água + NaOH e BIO-OS + Glicerina + Água + NaOH foram superados depois de um minucioso estudo de alguns parâmetros envolvidos na produção de biodiesel. Estes estudos, inclusive, justificaram a temperatura de 40ºC para a execução dos experimentos desses sistemas.
Constatou-se que a grande parte do catalisador se encontrava na fase água/glicerina/etanol, fato que facilita a correção do pH no momento das purificações do biodiesel durante seu processo de produção.
Conclui-se que a adição do catalisador não ocasionou grandes mudanças para os sistemas quaternários referente aos ternários, exceto para os dois sistemas: Bio-OM + Etanol + Água e Bio-OS + Água + Etanol.
6.2-EQUÍLIBRIO LÍQUIDO-VAPOR
Durante os testes realizados usando o ebuliômetro para a aquisição dos dados binários de equilíbrio líquido-vapor chegou-se às seguintes conclusões:
A validação da metodologia empregada para a realização dos experimentos foi obtida com êxito. A validação se deu por meio de duas etapas. A primeira foi a construção da curva TXY do sistema Etanol ─ Água, obtendo-se valores comparados à literatura
o etanol usando a equação de Antoine, onde novamente os resultados foram um sucesso, mostrando que o funcionamento do equipamento se comportou de forma esperada.
Os testes para levantamento dos pontos de ebulição envolvendo os componentes como Bio-OM, Bio-OS e Glicerina apresentaram dificuldades e não foi possível a obtenção desses dados. Houve degradação dos ésteres durante os testes e isso foi comprovado por cromatografia gasosa. Para o componente glicerina, a viscosidade afetou as recirculações das fases, comprometendo a aquisição dos dados.
Para os sistemas binários Bio-OM ─ Etanol e Bio-OS ─ Etanol, a estabilidade do sistema não foi alcançada, ou seja, as características dos sistemas (ampla diferença entre os pontos de ebulição, Bio-OS ≈ 330 ºC e Etanol = 78,15 ºC) não permitiram que o equipamento funcionasse de forma correta, não sendo possível a obtenção dos dados de equilíbrio líquido-vapor por ebuliometria.
Também, percebeu-se para esses sistemas, um inicio de formação de equilíbrio líquido- líquido-vapor, fato comprovado pela visualização de certa imiscibilidade da mistura, ou seja, sulcos no interior da câmera de aquecimento.
De maneira geral, não foi possível obter os dados de equilíbrio líquido-vapor para os sistemas utilizando a técnica de ebuliometria devido às suas características apresentadas e relatadas anteriormente.
6.3- REGRESSÃO DOS DADOS EXPERIMENTAIS
Em relação à parte computacional desse projeto, dada pela regressão dos dados experimentais, chegou-se a conclusão que dois modelos termodinâmicos utilizados para realizar as regressões apresentam desvios globais relativamente baixos e as conclusões específicas foram obtidas:
Os dois modelos termodinâmicos utilizados para realizar as regressões apresentaram desvios globais relativamente baixos, tendo em vistas que os sistemas são extremamente não ideais e que o banco de dados do software Aspen Plus® não possuía qualquer informação a respeito desses componentes.
Para os sistemas ternários envolvendo Bio-OS, o modelo UNIQUAC apresentou uma pequena diferença no valor do desvio global quando comparado ao modelo NRTL, mas ambos os modelos se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais. Percebeu-se que para as fases ricas em biodiesel, os valores encontrados durante a regressão foram mais próximos aos valores experimentais. Isso mostra a robustez desses dois modelos para representar dados de equilíbrio líquido-líquido envolvendo sistemas não ideais e, assim, obter parâmetros de interação binária que servirá para cálculos de coeficiente de atividade.
Para a regressão dos dados quaternários, foi utilizado o modelo NRTL eletrolítico disponível no Aspen Plus®. Apesar desse modelo normalmente ser usado para
sistemas que apresenta efeitos saltin in ou saltin out, os resultados encontrados foram satisfatórios. Novamente, valores baixos de desvios foram encontrados e confirma que esse modelo mostra-se adequado para representar dados de equilíbrio líquido- líquido quaternários envolvendo catalisadores para um processo de produção de biodiesel.
6.4- SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Algumas sugestões para trabalhos futuros foram identificadas e serão comentadas a seguir: Realização de equilíbrio líquido-líquido envolvendo outras matérias-primas para a
produção de biodiesel.
Utilização de outros tipos de catalisadores (ácidos, heterogêneos ou enzimáticos) para realização dos sistemas quaternários;
Estudar a viabilidade de plantas pilotos de processos de purificação para biodiesel, otimização e controle.
Realizar regressões dos parâmetros binários utilizando outros modelos termodinâmicos Pesquisar outra técnica para obtenção dos dados de equilíbrio líquido-vapor, como
ebuliômetro de Othmer ou por análises termogravimétricas.
desenvolvidos para obter conhecimentos de parâmetros de processo de produção, separação e purificação de biodiesel, assim como elaboração de plantas virtuais em simuladores de processos.
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