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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8180| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Otimização de misturas ternárias de diesel, biodieseis de crambe e de óleo de fritura via metodologia de superfície de resposta |
| Other Titles: | Optimization of Ternary Blends of Diesel, Crambe Biodiesel, and Waste Cooking Oil Biodiesel via Response Surface Methodology. |
| Autor: | Baioco, Raquel ![]() |
| Primeiro orientador: | Bariccatti, Reinaldo Aparecido |
| Primeiro membro da banca: | Siqueira, Jair Antônio Cruz |
| Terceiro membro da banca: | Caneppele, Fernando de Lima |
| Resumo: | O presente trabalho teve como objetivo a produção e a caracterização de blendas de diesel S10 e biodieseis de crambe e óleo de fritura, utilizando sistema ternário e obtendo superfície de resposta como planejamento experimental. Foram analisadas as propriedades físico-químicas de viscosidade, densidade e poder calorífico, buscando-se a otimização dessas variáveis para viabilizar a aplicação dos biocombustíveis em motores de combustão interna. O biodiesel foi obtido por meio da reação de transesterificação com metanol e hidróxido de potássio como catalisador. A escolha das matérias-primas deve-se à viabilidade ambiental e econômica: o óleo de fritura, por ser um resíduo de fácil acesso e baixo custo; e o óleo de crambe, por se tratar de uma cultura não comestível e sem competição com a produção de alimentos. Para o procedimento, foram preparadas sete misturas com diferentes proporções de biodiesel de crambe, biodiesel de óleo de fritura e diesel S10, conforme planejamento em sistema ternário. A caracterização via espectroscopia por infravermelho e análise termogravimétrica confirmou a formação dos ésteres e a estabilidade térmica dos biodieseis. As superfícies de resposta foram geradas com auxílio do software Chemoface, visando identificar as melhores proporções das blendas. Os resultados indicaram que a viscosidade e a densidade aumentam com a elevação da fração de biodiesel nas misturas, enquanto o poder calorífico diminui. Dentre as misturas obtidas experimentalmente, as blendas que se apresentaram como melhores alternativas ao combustível diesel foram: 50% Diesel e 50% BD Óleo fritura para a viscosidade, e 50% Diesel e 50% BD Crambe para os parâmetros de densidade e poder calorífico. O modelo estatístico utilizado apresentou alto grau de ajuste (R² > 0,97), validando a eficiência do planejamento experimental. Conclui-se que a produção e o uso de blendas com biodieseis de crambe e de óleo de fritura são viáveis. A metodologia aplicada permitiu identificar proporções adequadas para otimização das propriedades desejadas, evidenciando o potencial dessas fontes como alternativas sustentáveis ao diesel fóssil. |
| Abstract: | The present study aimed to produce and characterize blends of S10 diesel and biodiesels from crambe oil and waste cooking oil, using a ternary system and response surface methodology as the experimental design. The physicochemical properties of viscosity, density, and calorific value were analyzed, seeking the optimization of these variables to enable the application of the biofuels in internal combustion engines. The biodiesel was obtained through a transesterification reaction with methanol and potassium hydroxide as a catalyst. The choice of feedstocks was based on environmental and economic viability: waste cooking oil, as an easily accessible and low-cost residue, and crambe oil, as a non-edible crop with no competition with food production. For the procedure, seven blends were prepared with different proportions of crambe biodiesel, waste cooking oil biodiesel, and S10 diesel, according to the ternary system design. Characterization via infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis confirmed the formation of esters and the thermal stability of the biodiesels. The response surfaces were generated using Chemoface software to identify the optimal blend proportions. The results indicated that viscosity and density increase with higher biodiesel fractions in the mixtures, while the calorific value decreases. Among the experimentally obtained blends, the best alternatives to diesel fuel were: 50% diesel and 50% waste cooking oil biodiesel for viscosity, and 50% diesel and 50% crambe biodiesel for density and calorific value. The statistical model used showed a high degree of fit (R² > 0.97), validating the efficiency of the experimental design. It is concluded that the production and use of blends with crambe and waste cooking oil biodiesels are feasible. The applied methodology allowed the identification of suitable proportions for optimizing the desired properties, highlighting the potential of these sources as sustainable alternatives to fossil diesel. |
| Keywords: | Combustível Energia renovável Planejamento experimental Fuel Renewable Energy Experimental design |
| CNPq areas: | AGROENERGIA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Energia na Agricultura |
| Campun: | Cascavel |
| Citation: | Baioco, Raquel. Otimização de misturas ternárias de diesel, biodieseis de crambe e de óleo de fritura via metodologia de superfície de resposta. 2025. 67 f Dissertação( Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8180 |
| Issue Date: | 28-Jul-2025 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia de Energia na Agricultura (CVL) |
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