Experimental Parametric Analysis of Biodiesel Synthesis in Microreactors with Waste Cooking Oil

Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-04-29T14:44:03Z No. of bitstreams: 1 SaxonPaiz.pdf: 8812145 bytes, checksum: 5b96b87b3df2e564a753e81590ec217c (MD5)Made available in DSpace on 2020-04-29T14:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SaxonPaiz.pdf: 8812145 bytes, checksum: 5b96b87b3df2e564a753e81590ec217c (MD5) Previous issue date: 2018-09Este estudo investiga a síntese de biodiesel com óleo de cozinha residual usando um dispositivo de microcanais acionado termicamente usando calor rejeitado através de um processo paralelo de troca de calor. Em vez de usar uma análise experimental fatorial completa com uso intensivo de recursos, uma análise fatorial parcial Taguchi foi usada para explorar os efeitos paramétricos e reduzir bastante a quantidade de experimentos necessários. A reduo de ácidos graxos livres no óleo vegetal foi estudada pela primeira vez. Enquanto o teor de ácidos graxos livres do óleo foi reduzido para 0,2%, abaixo do nível recomendado para transesterificação (0,5%), grandes quantidades de emulsões foram criadas durante a purificação, o que torna o processo menos viável para uso em larga escala de produção. Os efeitos paramétricos da transesterificação foram então investigados usando óleo de cozinha residual purificado. Uma conversão de biodiesel de 98% foi alcançada, o que é muito próximo do nível de conversão industrialmente aceitável. Além do alto nível de conversão, o tempo de reação da síntese foi de apenas 2 minutos, o que é muito menor do que os tempos de reação usando reatores tradicionais industriais. A análise sugeriu que a conversão poderia ser aumentada com um aumento na concentração de catalisador.This study investigates biodiesel synthesis with waste cooking oil using a microchannel device thermally driven using rejected heat through a parallel heat exchange process. Rather than use a resource-intensive full factorial experimental analysis, a partial factorial Taguchi analysis was used to explore parametric effects and greatly reduce the amount of experiments needed. The reduction of free fatty acids in vegetable oil was first studied. While free fatty acid content of the oil was reduced to 0.2%, below the recommended level for transesterification (0.5%), large amounts of emulsions were created during purification which makes the process less feasible for large scale production use. The parametric effects of transesterification were then investigated using purified waste cooking oil. A biodiesel conversion of 98% was achieved which is very close to the industrially acceptable level of conversion. In addition to the high level of conversion, the reaction time of the synthesis was only 2 minutes which is much lower than the reaction times using traditional batch reactors. The analysis suggested that the conversion could be increased with an increase in catalyst concentration