PLANEJAMENTO ÓTIMO EXPERIMENTAL E ESTIMATIVA DAS CONSTANTES CINÉTICAS PARA A SÍNTESE DE BIODIESEL EM MICRORREATORES UTILIZANDO O MODELO CINÉTICO GLOBAL PARA A REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO

Resumo

Introdução: O biodiesel é um combustível que contribui para a diminuição da poluição ambiental. O biodiesel é normalmente produzido pela reação de transesterificação de óleo vegetal ou gordura animal e um álcool na presença de um catalisador, em reatores a batelada em que esta reação acontece em altos tempos de residência. Os microrreatores melhora a eficiência da produção do biodiesel, intensificando a transferência de calor e massa permitindo alcançar altas taxas de reação em baixos tempos de residência. Objetivo: O estudo da síntese de biodiesel em microrreatores, por meio de modelos matemáticos é fundamental na determinação de parâmetros adequados para projeto e as constantes cinéticas são parâmetros importantes. Neste sentido, este projeto tem como objetivo desenvolver um planejamento ótimo experimental e estimar as constantes cinéticas presentes nos modelos cinéticos da reação global de transesterificação utilizando a metodologia de problemas inversos. Materiais eMétodos: Inicialmente foi formulado o modelo matemático do fenômeno de transferência de massa que ocorre durante a síntese do biodiesel em microrreatores, que em seguida foi reformulado utilizando a Técnica das Equações Integrais Acopladas (CIEA) e solucionado através do Método das Linhas. Depois foi realizado um estudo de sensibilidade do problema aos parâmetros desconhecidos. Por fim, esses parâmetros foram estimados utilizando a inferência Bayesiana, a partir do método de Monte Carlo.  Resultados: A análise de sensibilidade mostrou que os dois parâmetros estimados são linearmente independentes, porém o parâmetro   possui baixa magnitude. Na análise do determinante da matriz JTJ verificou-se que utilizando as medidas de todas as espécies as estimativas seriam melhores, porém, durante o processo experimental de obtenção do biodiesel não é possível obter a informação do glicerol e do álcool. Os valores estimados dos parâmetros foram de k1=1,52x10-6 e k2=1,2x10-8. Considerações Finais: Os resultados obtidos com medidas simuladas a partir do modelo simplificado foram capazes obter estimativas confiáveis.