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Title: Estudos físico-químico e espectroscópico de misturas combustíveis
Authors: Cantaruti Júnior, A. A. B.
Advisor: Tôrres, Ricardo Belchior
Issue Date: 2022
Abstract: A pesquisa e o desenvolvimento de busca de novas fontes de energias se tornaram um dos principais desafios da humanidade. Além da preocupação pelas incertezas do mercado financeiro com variações de preços constante, torna-se imprescindível reduzir a emissão dos gases do efeito estufa os quais contribuem para as mudanças climáticas do Planeta. Novas proposições de misturas combustíveis envolvendo diesel fóssil e biocombustíveis estão cada vez mais sendo avaliadas como alternativas através do aumento da fração de biocombustíveis na composição da mistura combustível. A garantia da qualidade de biocombustíveis e misturas de combustíveis é determinada por requisitos e propriedades padronizadas. Os parâmetros e valores limite são baseados em resultados científicos, bem como em experiências de campo e observações. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades físico-química e espectroscópicas de misturas binárias entre dois biocombustíveis (HVO – diesel verde e biodiesel (FAME)) e um combustível fóssil diesel (S10). Foram determinados os valores de densidade, viscosidade cinemática, ponto de fulgor, destilação e espectroscopia de infravermelho em função da composição das misturas binárias avaliando o comportamento das propriedades das misturas e a avaliação dos resultados perante as principais especificações utilizadas atualmente, EN 590/2009 utilizada no âmbito europeu e ANP 50/2013 utilizada no âmbito brasileiro. Foi possível, por meio dos resultados experimentais, determinar o comportamento das propriedades e propor correlações lineares e polinomiais de cada propriedade em relação as composições. Observou-se a diminuição dos valores da densidade com as adições de HVO nas misturas binárias e um aumento da densidade para os sistemas contendo biodiesel. A viscosidade e ponto de fulgor por sua vez, diminuíram com a adição de diesel e aumentaram com a adição de biodiesel nas misturas binárias. Todas as composições foram caracterizadas pelos seus respectivos espectros de infravermelho, por FTIR-ATR (Reflectância Total Atenuada) e em absorbância por 0,1 milímetro (ABS / 0.1mm). As misturas binárias contendo biodiesel apresentaram um estiramento C=O em 1744 cm-1 característicos de ésteres e com intensidade mais elevada para misturas com maior porcentagem de biodiesel presente na mistura. Em relação aos espectros de diesel e HVO, verificou-se uma similaridade entre os espectros obtidos, já que ambos os combustíveis são compostos parafínicos alifáticos. Entretanto, observou-se o aumento de intensidade de algumas bandas características de alifáticos nas misturas estudadas. A partir dos resultados obtidos neste trabalho foi possível determinar quais composições apresentam resultados em conformidade com as especificações utilizadas atualmente em motores de ciclo diesel
Research and development in new sources of energy has become one of humanity's main challenges. In addition to the concern for the uncertainties of the financial market with constant price variations, it is essential to reduce the formation of greenhouse gases which contribute to climate change on the Planet. As a result, blends involving fossil diesel and biofuels are increasingly being evaluated as alternatives by increasing the fraction of biofuels in the composition of the fuel mixture. The quality assurance of biofuels and fuel blends is determined by standardized requirements and properties. The parameters and limit values are based on scientific results, as well as experiments and observations. In this work, the physical-chemical and spectroscopic properties of binary blends between two biofuels (HVO – green diesel and biodiesel (FAME)) and a fossil fuel diesel (S10) were evaluated. The values of Density, Kinematic Viscosity, Flash Point, Distillation and Infrared Spectroscopy were determined according to the composition of the binary blends, evaluating the blends properties and the evaluation of the results in accordance with the main specifications EN 590/2009 European Standard and ANP 50/2013 Brazilian Standard. Experimental results show the behavior of the properties and it was possible develop a linear and polynomial correlations of each property in relation to the compositions. It was observed a decrease in the density value with the addition of HVO in binary blends and an increase in density by the addition of biodiesel in binary blends. The viscosity and flash point, in turn, decreased with the addition of diesel and increased with the addition of biodiesel (B100) in the binary mixtures. All compositions were characterized by their respective Infrared Spectra, by FTIR-ATR (Attenuated Total Reflectance) and absorbance by 0.1 millimeter (ABS / 0.1mm). Binary blends containing biodiesel are observed to stretch C = O in 1744 cm-1 characteristic of esters and intensity may be increased up to higher percentage of biodiesel in the blends. There is a similarity between the spectra obtained of blends with diesel and HVO, both fuels are aliphatic paraffinic fuels. However, there was an increase in the intensity of some characteristic bands of aliphatic in the studied mixtures. From the results obtained in this work it is possible to determine which compositions have results in accordance with the specifications currently used in diesel cycle
Keywords: biocombustíveis
biodiesel
diesel
Citation: CANTARUTI JÚNIOR, A. A. B. <b> Estudos físico-químico e espectroscópico de misturas combustíveis. </b> 2022. 86 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI - São Bernardo do Campo, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EQ.2022.D.131448.
DOI: https://doi.org/10.31414/EQ.2022.D.131448
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