Microfibras e nanocristais de celulose carboximetilada para purificação de biodiesel de óleo residual de cozinha

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dc.contributor.authorJacques, Danitoucheka
dc.date.accessioned2026-02-10T17:10:50Z
dc.date.available2026-02-10T17:10:50Z
dc.date.issued2026-02-10
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino- Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química.
dc.description.abstractA purificação da mistura de ésteres alquílicos por lavagem úmida é amplamente empregada devido à sua elevada eficiência na remoção de impurezas. Entretanto, esse método apresenta limitações relevantes, como maior tempo de processamento, aumento dos custos operacionais e geração expressiva de efluentes. Nesse contexto, este estudo investigou a viabilidade do uso de adsorventes à base de microfibras de palha de milho e nanocristais de celulose comerciais, ambos carboximetilados, na purificação de ésteres metílicos provenientes de óleo residual. As microfibras foram obtidas por secagem e moagem da palha de milho, seguidas de purificação por tratamento alcalino. Os ésteres metílicos utilizados foram produzidos por transesterificaçãometílica catalisada por NaOH, a partir de óleo de algodão residual de fritura coletado em estabelecimento comercial, empregando razão molar metanol/óleo de 6:1, concentração de metóxido de sódio de 0,6% em massa, temperatura de 60 °C, agitação de 400 rpm e tempo reacional de 60 minutos, resultando em rendimento de 82,10%. As análises por espectroscopia no infravermelho confirmaram a inserção de grupos carboxilato ( COO ) na superfície dos materiais modificados, indicando aumento da hidrofilicidade e evidenciando a efetividade da carboximetilação. O ensaio de intumescimento demonstrou elevada captação e retenção da fase aquosa pelos materiais modificados, reforçando sua afinidade com contaminantes polares. As microfibras carboximetiladas apresentaram morfologia mais porosa e maior acessibilidade aos sítios ativos, sugerindo maior eficiência na adsorção e remoção de impurezas, como ácidos graxos livres, glicerol e água. Os parâmetros avaliados índice de acidez, massa específica a 20 °C e viscosidade cinemática a 40 °C atenderam aos limites estabelecidos pela Agência Nacional do Petróleo (ANP). Observou-se uma redução média de 0,84% na densidade do éster metílico após a purificação com 0,70 g de adsorvente, indicando a possível adsorção de contaminantes pelos materiais sintetizados. Resumen La purificación de mezclas de ésteres alquílicos mediante lavado húmedo se emplea ampliamente debido a su alta eficiencia en la eliminación de impurezas. Sin embargo, este método presenta limitaciones importantes, como un mayor tiempo de procesamiento, el aumento de los costos operativos y la generación significativa de efluentes. En este contexto, este estudio evaluó la viabilidad del uso de adsorbentes a base de microfibras de paja de maíz y nanocristales de celulosa comerciales, ambos carboximetilados, para la purificación de ésteres metílicos provenientes de aceite residual. Las microfibras se obtuvieron mediante secado y molienda de la paja de maíz, seguidos de una purificación por tratamiento alcalino. Los ésteres metílicos se produjeron por transesterificación metílica catalizada por hidróxido de sodio, a partir de aceite residual de fritura de algodón recolectado en un establecimiento comercial, utilizando una relación molar metanol/aceite de 6:1, una concentración de metóxido de sodio del 0,6 % en masa, una temperatura de 60 °C, una agitación de 400 rpm y un tiempo de reacción de 60 minutos, lo que dio como resultado un rendimiento del 82,10 %. Los análisis por espectroscopía infrarroja confirmaron la incorporación de grupos carboxilato ( COO ) en la superficie de los materiales modificados, lo que indica un aumento de la hidrofilicidad y demuestra la efectividad del proceso de carboximetilación. Los ensayos de hinchamiento evidenciaron una elevada captación y retención de la fase acuosa por parte de los materiales modificados, reforzando su afinidad por contaminantes polares. Las microfibras carboximetiladas presentaron una morfología más porosa y una mayor accesibilidad a los sitios activos, lo que sugiere una mayor eficiencia en la adsorción y eliminación de impurezas como ácidos grasos libres, glicerol y agua. Los parámetros evaluados índice de acidez, densidad a 20 °C y viscosidad cinemática a 40 °C cumplieron con los límites establecidos por la Agencia Nacional del Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP). Se observó una reducción media del 0,84 % en la densidad del éster metílico tras la purificación con 0,70 g de adsorbente, lo que indica la posible adsorción de contaminantes por los materiales sintetizados.
dc.identifier.urihttps://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9672
dc.language.isovi
dc.rightsopenAccess
dc.subjectéster metílicos
dc.subjectóleo residual
dc.subjectbioadsorventes
dc.subjectcarboximetilação
dc.titleMicrofibras e nanocristais de celulose carboximetilada para purificação de biodiesel de óleo residual de cozinha
dcterms.abstractThe purification of alkyl ester mixtures by wet washing is widely employed due to its high efficiency in removing impurities. However, this method presents significant limitations, such as longer processing times, increased operational costs, and the generation of large volumes of effluents. In this context, the present study investigated the feasibility of using adsorbents based on corn straw microfibers and commercial cellulose nanocrystals, both carboxymethylated, for the purification of methyl esters derived from waste oil. The microfibers were obtained through drying and milling of corn straw, followed by purification via alkaline treatment. The methyl esters were produced by sodium hydroxide catalyzed methyl transesterification of waste cottonseed frying oil collected from a commercial establishment, using a methanol-to-oil molar ratio of 6:1, sodium methoxide concentration of 0.6 wt%, temperature of 60 °C, stirring speed of 400 rpm, and reaction time of 60 minutes, resulting in a yield of 82.10%. Infrared spectroscopy analyses confirmed the incorporation of carboxylate groups ( COO) onto the surface of the modified materials, indicating increased hydrophilicity and demonstrating the effectiveness of the carboxymethylation process. Swelling tests revealed high uptake and retention of the aqueous phase by the modified materials, reinforcing their affinity for polar contaminants. The carboxymethylated microfibers exhibited a more porous morphology and greater accessibility to active sites, suggesting higher efficiency in the adsorption and removal of impurities such as free fatty acids, glycerol, and water. The evaluated parameters acid value, density at 20 °C, and kinematic viscosity at 40 °C were in compliance with the limits established by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). An average reduction of 0.84% in methyl ester density was observed after purification using 0.70 g of adsorbent, indicating the possible adsorption of contaminants by the synthesized materials.

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