Estudo do equilíbrio líquido-líquido e da estabilidade de sistemas envolvendo biodiesel, álcoois e água

O estudo da estabilidade de emulsões de biocombustíveis destaca-se, dentre outros aspectos, pela necessidade de identificação das características destas. Esta necessidade reforça-se pela dificuldade de detecção de biodiesel e suas misturas quando estão fora de especificação, além de se aplicar aos processos de separação e purificação do biodiesel após a transesterificação. O entendimento deste problema poderá ser alcançado a partir de estudos de estabilidade associados aos modelos termodinâmicos de equilíbrio líquido-líquido (modelo NRTL) em sistemas ternários, que serão a base da modelagem proposta neste trabalho. O levantamento de dados envolve técnicas de observação direta em titulação, e ensaios de estabilidade e tensiometria, com algumas alterações das técnicas clássicas. Desta forma, o objetivo principal do trabalho é propor uma maneira de identificar e caracterizar as interfaces das emulsões formadas e estudar a estabilidade das fases envolvidas. Além disso, estuda-se a introdução de alcoóis como agentes tensoativos para viabilizar a utilização de misturas de combustíveis, mesmo na região de mais de uma fase. Para o desenvolvimento do trabalho, emulsões envolvendo os constituintes básicos serão combinadas entre si em diferentes proporções. A etapa inicial constitui-se de um mapeamento das misturas e proporções que formam as emulsões, baseadas nas curvas de equilíbrio. Em seguida, faz-se o estudo de caracterização e estabilidade destes sistemas. Com estas informações é possível mapear o sentido de incremento de tensão na interface e instabilidade da separação de fases das emulsões em relação aos diagramas ternários correspondentes. Por fim, propõe-se uma estratégia para estimar os parâmetros termodinâmicos do NRTL para as espécies presentes nos sistemas estudados e prever o comportamento dos mesmos e de sistemas similares. Este modelo matemático proposto tem como objetivo complementar a técnica experimental adotada para construção das curvas de equilíbrio, sendo bem sucedido

The study of the stability of biofuels emulsions calls attention, among other things, to the need to identify their characteristics. This need is reinforced by the difficulty of detecting biodiesel and its blends when they are out of specification, and apply the processes of biodiesel separation and purification after transesterification. The understanding of this issue could be reach from stability studies associated with thermodynamic models of liquid-liquid equilibrium (NRTL) in ternary systems, which will be the basis for modeling proposed in this paper. The research involves direct observation techniques for titration, and stability tests and tensiometry, with some changes of classical techniques. Thus, the main objective is to propose a way to identify and characterize the interfaces of emulsions formed and study the stability of the phases involved. Furthermore, it studies the introduction of alcohols as surfactants to enable the use of mixtures of fuel, even in the region of more than one phase. For development work, emulsions involving basic constituents will be combined in different proportions. The first step consists of mapping the mixtures and proportions which form emulsions, based on the equilibrium curves. Then, it is done the study of characterization and stability of these systems. With this information it is possible to map the direction of an increase in the interface tension and phase separation instability of emulsions in relation to the corresponding ternary diagrams. Finally, it proposes a strategy to estimate the thermodynamic parameters of the NRTL for the species present in the systems studied and predict the behavior of these and similar systems. This mathematical model aims to complement the experimental technique adopted for construction of the equilibrium curves, being successful