ESTUDO DOS EFEITOS DE AGITAÇÃO E MISTURA NO PROCESSO DE SÍNTESE DOSHIDRÓXIDOS DUPLOS LAMELARES (HDLs) E OTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE BIDIODIESEL
hidróxidos duplos lamelares, variáveis de processo, otimização
O processo de agitação e mistura compreende a determinação de parâmetros mecânicos e de dimensionamento dos reatores, tais como: velocidade de agitação, tipos de impelidores, chicanas, entre outros. Tais características são determinantes na promoção da transferência de massa e energia para o sistema. A síntese por coprecipitação dos hidróxidos duplos lamelares (HDLs), argilas pertencentes à classe de nanopartículas minerais, é governada pelas etapas de nucleação e crescimento dos cristais diretamente associada à eficiência do processo de mistura e dispersão dos reagentes.Todavia, na literatura não há nenhum estudo específico sobre esses efeitos e o que eles implicam para a formação dos HDLs.Devido essa lacuna existente, este trabalho apresenta como proposta o estudo variáveis de processo em um reator batelada, para a síntese dos HDLs por coprecipitação. O estudo foi realizado aplicando um planejamento fatorial 23, avaliando-se a influência das variáveis de processo: velocidade de agitação (200 e 1000 rpm), tempo de agitação (2 e 18 h) e presença ou ausência de chicanas, tendo como resposta a quantidade de HDL produzida e a conversão em biodiesel (aplicação).Além disso foram avaliadas as características químicas e estruturais dos materiais produzidos. Em linhas gerais, as variáveis de processo influenciaram na conversão embiodiesel (39,6 –97,4 %),e naquantidade (51,94–80,81 g) e características estruturais dos HDLs, como cristalinidade, tamanho do cristalito (70,99–174,79 nm), área superficial (69,81–97,62 m2/g) e outras.Com o resultado do primeiro planejamento, foi realizada o estudo de otimização da produção de biodiesel com o melhor HDL (na forma de óxidos mistos) que serviu como catalisador da reação de transesterificação. Para tanto, foi aplicado um planejamento composto central com as variáveistempo (0,32 a 3,68 h), quantidade de catalisador (1,29 a 9,70 %) e razão molar óleo/álcool (1:6,5 a 1:17,04). Sendo as condições otimizadaspara otempo, catalisador e razão molariguais a 2,95 h,7,77% e 1:16, respectivamente.Além disso, foi avaliado a estabilidade dos catalisadores formados por óxidos mistos/HDLs que demonstraram atividade satisfatória por até 4 ciclos.