PROPRIEDADES FÍSICAS DE BIODIESEL DE PINHÃO MANSO: AVALIAÇÃO DE MÉTODOS PREDITIVOS PARA CÁLCULOS DE VISCOSIDADE E DENSIDADE.

PROPRIEDADES FÍSICAS DE BIODIESEL DE PINHÃO MANSO: AVALIAÇÃO DE MÉTODOS PREDITIVOS PARA CÁLCULOS DE VISCOSIDADE E DENSIDADE.

FLORIDO, P. M.; ARACAVA, K. K.; MORAES, I. C. F.; FERRARI, R. A.; SOBRAL, P. J. A.; GONÇALVES, C. B.

Artigo:

O conhecimento de propriedades físicas, como viscosidade e densidade, permite o aprimoramento das etapas envolvidas na produção de biodiesel. Devido à inviabilidade de aquisição desses dados em todas as condições de interesse, métodos para estimá-las têm grande importância prática. O objetivo deste trabalho foi testar diferentes modelos para o cálculo de viscosidade e densidade de biodiesel de pinhão manso. As viscosidades foram obtidas em um reômetro rotacional AR 2000 (TA Instruments), e as densidades em um densímetro digital DMA4500 (Anton Paar). Para as predições, foram testadas a Regra de Kay (tanto para a viscosidade como para a densidade) e os modelos de contribuição de grupos GC-UNIMOD (viscosidade) e GC-VOL (densidade). Apesar da complexidade dos modelos de contribuição de grupos, estes apresentaram desempenho muito parecido com o dos modelos mais simples. Para o cálculo da viscosidade, os desvios médios relativos (DMR) foram ao redor de 7 %, e para a densidade, os valores de DMR ficaram em torno de 0,7 %.

O conhecimento de propriedades físicas, como viscosidade e densidade, permite o aprimoramento das etapas envolvidas na produção de biodiesel. Devido à inviabilidade de aquisição desses dados em todas as condições de interesse, métodos para estimá-las têm grande importância prática. O objetivo deste trabalho foi testar diferentes modelos para o cálculo de viscosidade e densidade de biodiesel de pinhão manso. As viscosidades foram obtidas em um reômetro rotacional AR 2000 (TA Instruments), e as densidades em um densímetro digital DMA4500 (Anton Paar). Para as predições, foram testadas a Regra de Kay (tanto para a viscosidade como para a densidade) e os modelos de contribuição de grupos GC-UNIMOD (viscosidade) e GC-VOL (densidade). Apesar da complexidade dos modelos de contribuição de grupos, estes apresentaram desempenho muito parecido com o dos modelos mais simples. Para o cálculo da viscosidade, os desvios médios relativos (DMR) foram ao redor de 7 %, e para a densidade, os valores de DMR ficaram em torno de 0,7 %.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0949-22193-176498

Referências bibliográficas

• [1] ALLEN, C. A. W.; WATTS, K. C.; ACKMAN, R. G.; PEGG, M. J. Predicting the Viscosity of Biodiesel Fuels from their Fatty Acid Ester Composition. Fuel, v. 78, p. 1319-1326, 1999.
• [2] AZIAN, M. N.; KAMAL, A. A. M.; PANAU, F.; TEN, W. K. Viscosity Estimation of Triacylglycerols and of Some Vegetable Oils, based on their Triacylglycerol Composition. J. Am. Oil Chem. Soc., v. 78, p. 1001-1005, 2001.
• [3] CAO, W.; KNUDSE, K.; FREDENSLUND, A.; RASMUSSEN, P. Group-Contribution Viscosity Predictions of Liquid Mixtures Using UNIFAC-VLE Parameters. Ind. Eng. Chem. Res., v. 32, p. 2088-2092, 1993.
• [4] CERIANI, R.; GONÇALVES, C. B.; COUTINHO, J. A. P. Prediction of Viscosities of Fatty Compounds and Biodiesel by Group Contribution. Energy Fuels, v. 25, p. 3712–3717, 2011.
• [5] CERIANI, R; GONÇALVES, C. B.; RABELO, J.; CARUSO, M. W.; CUNHA, A. C. C.; CAVALERI, F. W; BATISTA, E. A. C.; MEIRELLES, A. J. A. Group Contribution Model for Predicting Viscosity of Fatty Compounds. J. Chem. Eng. Data, v. 52, p. 965-972, 2007.
• [6] Área temática: Engenharia das Separações e Termodinâmica 7 CHOUDHURY, H. A.; GOSWAMI, P. P.; MALANI, R. S.; MOHOLKAR, V. S. Ultrasonic biodiesel synthesis from crude Jatropha curcas oil with heterogeneous base catalyst: Mechanistic insight and statistical optimization. Ultrasonics Sonochemistry, v. 21, p. 1050–1064, 2014.
• [7] ELBRO, H. S.; FREDENSLUND, A.; RASMUSSEN, P. Group Contribution Method for the Prediction of Liquid Densities as a Function of Temperature for Solvents, Oligomers, and Polymers. Ind. Eng. Chem. Res., v. 30, p. 2576-2582, 1991.
• [8] FERRARI, R. A.; OLIVEIRA, V. S.; SCABIO, A. Biodiesel de soja: taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-química e consumo em gerador de energia. Química Nova, v.28, p. 19-23, 2005.
• [9] FREDENSLUND, A.; SORENSEN, J. M. Group Contribution Estimation Methods, in Models for Thermodynamics and Phase Equilibria Calculations, edited by S.I. Sandler, Marcel Dekker, New York, 1994.
• [10] GONÇALVES, C. B; CERIANI, R.; RABELO, J.; MAFFIA, M. C.; MEIRELLES, A. J. A. Viscosity of Fatty Mixtures: Experimental data and prediction. J. Chem. Eng. Data, v. 52, p. 2000-2006, 2007.
• [11] HARTMAN, L. Tecnologia Moderna da indústria de óleos vegetais. Fundação Centro Tropical de Pesquisas e Tecnologia de Alimentos, 330p., Campinas, 1971.
• [12] IHMELS, E. C.; GMEHLING, J. Extension and revision of the group contribution method GCVOL for the prediction of pure compound liquid densities. Ind. Eng. Chem. Res., v. 42, p. 408-412, 2002.
• [13] LARSEN, B. L.; RASMUSSEN, P.; FREDENSLUND, A. A modified UNIFAC group-contribution model for prediction of phase equilibria and heats of mixing. Ind. Eng. Chem. Res., v. 26, p. 2274-2286, 1987 PRATAS, M. J.; FREITAS, S. V. D.; OLIVEIRA, M. B.; MONTEIRO, S. C.; LIMA, A. S.; COUTINHO, J. A. P. Densities and Viscosities of Fatty Acid Methyl and Ethyl Esters. J. Chem. Eng. Data, v. 55, p. 3983–3990, 2010.
• [14] PRATAS, M. J.; FREITAS, S. V. D.; OLIVEIRA, M. B.; MONTEIRO, S. C.; LIMA, A. S.; COUTINHO, J. A. P. Biodiesel density: Experimental measurements and prediction models. Energy Fuels, v. 25, p. 2333–2340, 2011.

Como citar:

FLORIDO, P. M.; ARACAVA, K. K.; MORAES, I. C. F.; FERRARI, R. A.; SOBRAL, P. J. A.; GONÇALVES, C. B.; "PROPRIEDADES FÍSICAS DE BIODIESEL DE PINHÃO MANSO: AVALIAÇÃO DE MÉTODOS PREDITIVOS PARA CÁLCULOS DE VISCOSIDADE E DENSIDADE.", p-15331-15338. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0949-22193-176498