sono química

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro 
Engenharia Química 2016.2
Sonoquímica
Utilização do ultrassom para 
a produção de Biodiesel
Alunos: Ana Cecília Izidoro
              Hellen Marques
              Matheus Januário
              Rafael Lira
Orientador: Antônio Carlos Moreira da  Rocha
Introdução
SONOQUÍMICA
	Pode-se resumir o tema dizendo que sonoquímica é o setor da química que estuda a influência das ondas ultrassonoras sobre os sistemas químicos.
HISTÓRICO
1880: Descoberta do ultra-som por Pierre e Jacques Curie, estudando o Efeito Piezelétrico (variação das dimensões físicas  de certos materiais sujeitos a campos elétricos);
HISTÓRICO
1894: Thornycroft e Barnaby observaram que na propulsão de mísseis, uma forte vibração era gerada causando uma implosão de bolhas e/ou cavidades na água, tal  vibração foi denominada como Cavitação.
1927: Alfredo Loomis descobre o efeito anômalo de ondas intensas propagadas por um líquido, este efeito ficou conhecido como Efeito Sonoquímico. 
Comparação entre a frequência do ultrassom  (20 a 100 kHz) e a sensibilidade do ouvido humano (16 Hz a 16kHz)
Figura: Região do espectro eletromagnético onde se encontra o ultrassom 
CAVITAÇÃO
	É a rápida formação e o colapso de milhões de pequenas bolhas. Ocorre quando há a alternância de ondas altas e baixas geradas pelo ultrassom. 
 COMPRESSÃO: Gases são dirigidos para o interior da partícula (pressão positiva)
EXPANSÃO: Gases são dirigidos para fora da partícula (pressão negativa)
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CAVITAÇÃO
	Ciclos periódicos de compressão e expansão causam aumento do tamanho da cavidade. A cavidade ao atingir um tamanho crítico implode-se.
Figura: Crescimento de bolha e implosão num líquido irradiado com ultra-som
SONOQUÍMICA
	Os seguintes efeitos da sonoquímica podem ser observados em processos e reações químicas: 
Aumento da velocidade de reação;
Uso mais eficiente de energia;
Métodos para a mudança do percurso de reação;
Melhoria do desempenho de catalisadores;
Aumento da reatividade dos reagentes ou catalisadores; 
Melhoria da síntese de partículas ;
Revestimento de nanopartículas, etc. 
“O que acontece é que ondas sonoras em frequências ultrassônicas são capazes de agitar os fluídos em escala microscópica, produzindo bolhas de cavitação que agitam violentamente os líquidos, misturando-os com mais eficiência do que os reatores convencionais conseguiram. ‘Adicionalmente, os atuais usuários dessa tecnologia alegam que menos catalisadores e metanol são usados’, lê-se na nota produzida.”
https://www.biodieselbr.com/noticias/pesquisa/ultrassom-producao-biodiesel-rapida-200612.htm
Publicada em: 20/06/2012
SONOQUÍMICA NA MÍDIA 
Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por diferentes processos tais como o craqueamento, a esterificação ou pela transesterificação. Esta última, mais utilizada, consiste numa reação química de óleos vegetais ou de gorduras animais com o álcool comum (etanol) ou o metanol, estimulada por um catalisador. 
Biodiesel
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Localização das usinas de produção de biodiesel e capacidade anual de produção das regiões. 
Biodiesel 
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O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclodiesel automotivos  
 A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100. 
Biodiesel 
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Como se trata de uma energia "limpa", praticamente não poluente, o seu uso num motor diesel convencional resulta, quando comparado com a queima do diesel mineral, numa redução substancial de monóxido de carbono e de hidrocarbonetos não queimados. 
Esse combustível renovável permite a economia de divisas com a importação de petróleo e óleo diesel e também reduz a poluição ambiental
Biodiesel 
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Diversas rotas para obtenção do biodiesel;
Problema: formação de depósitos de carbono nos sistemas de injeção;
A legislação brasileira autoriza apenas um tipo de rota: transesterificação de gorduras e óleos;
Produção do Biodiesel
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Produção do Biodiesel
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Produção do Biodiesel
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Produção do Biodiesel
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Efeito da sonoquímica nas reações químicas
Aumento da velocidade de reação; 
Uso mais eficiente de energia; 
Métodos para a mudança do percurso de reação; 
Melhoria do desempenho de catalisadores; 
Aumento da reatividade dos reagentes ou catalisadores;  
Melhoria da síntese de partículas ; 
Revestimento de nanopartículas, etc.
Ultrassom na Produção de Biodiesel
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O efeito observado na reação de transtesterificação é o aumento da velocidade da reação, sem prejudicar o rendimento.
Observa-se que o principal efeito do ultrassom é no caminho redacional e não no rendimento final.
Ultrassom na Produção de Biodiesel
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Ultrassom na Produção do Biodiesel
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O ultrassom interfere diretamente na produção de ácidos graxos. 
O catalisador é misturado com o óleo que será utilizado e submetido ao ultrassom. 
A formação dos ácidos graxos ocorre e eles ficam em duas fases bem heterogêneas facilmente separaveis. 
Facilitando assim a transesterificação.
Ultrassom na Produção de Biodiesel
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Ultrassom na Produção de Biodiesel
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Ultrassom na Produção de Biodiesel
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Conclusão
O ultrassom acelera as reações químicas, em especial a síntese de ácidos graxos. O óleo pós-fritura demonstra ser uma excelente matéria prima na produção dos ácidos graxos, não somente pelo seu baixo custo, mas por constituir uma excelente opção para a produção de biodiesel por reação de esterificação.
A reação assistida por ultrassom apresenta altas conversões em intervalos de tempo reduzidos, confirmando assim o efeito catalítico promovido pelo ultrassom. 
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Conclusão
O processo supera as expectativas obtendo-se materiais de elevada acidez, trazendo como vantagem o fato de poder realizado com matérias primas de baixo valor agregado, eliminando parcialmente os impasses observados com a especulação nos preços de mercado dos insumos utilizados na produção de biodiesel.
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Bibliografia
VELJKOVIC, V.B.; AVRAMOVIC, J.M; STAMENKOVIC, O.S. 2012; BIODIESEL PRODUCTION BY ULTRASOUND-ASSISTED TRANSESTERIFICATION:STATE OF THE ART AND THE PERSPECTIVES
HOBUSS, C.B.; VENZKE, D.; PACHECO, B.S.;SOUZA,A.O; SANTOS,M.A.Z;MOURA.S;QUINA,F.H; FIAMETTI, K.G.; OLIVEIRA, J.V; PEREIRA,C.M.P.2012. ULTRASOUND-ASSISTED SYNTHESIS OF ALIPHATIC ACID ÉSTERES AT ROOM TE PERATURE. ULTRASONICS SONOCHEMISTRY
FRANCISCO FRANCIELLE PINHEIRO DOS SANTOS. 2009; PRODUÇÃO DE BIODIESEL ASSISTIDA POR ULTRASSOM. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
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Referências 
http://www.hielscher.com/image/biodiesel_continuous_p1000.gif
http://www.hielscher.com/tanks-and-pumps-for-the-biodiesel-industry.htm
http://www.hielscher.com/biodiesel_processing_efficiency.htm
http://djhurij4nde4r.cloudfront.net/images/images/000/071/319/fullsize/Biodiesel_Production_System_Using_Ultrasonic_Atomizer.png?1386900822
https://docente.ifrn.edu.br/edsonmesquita/pfrh/ultrassom
www.uricer.edu.br/cursos/arq_trabalhos_usuario/2141.pdf
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