Modelagem matemática das catálises homogênea e heterogênea da esterificação entre álcool isoamílico e ácido acético

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Victor Ferreira Lopes da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Catálise; Catalysis; Esterificação; Esterification; Ion exchange resin; Modelagem; Modelling; Resina de troca iônica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97139/tde-06082021-084957/

O objetivo do presente trabalho foi construir modelos matemáticos que sejam capazes de representar e prever o comportamento da curva de conversão de uma reação de esterificação de álcool isoamílico e ácido acético, em um reator batelada, com catálise ácida homogênea, heterogênea ou ambas simultaneamente. Foram realizados experimentos variando a temperatura, concentração de catalisador e o tipo de catalisador (homogêneo ou heterogêneo) com o objetivo de ajustar e avaliar os modelos criados. Com base nos modelos gerados, foram feitas simulações computacionais por meio de um algoritmo em linguagem MatLab® para obter os valores dos parâmetros ajustáveis do modelo. Esse algoritmo realiza a integração numérica das equações do modelo. O algoritmo repete essa simulação com diferentes valores dos parâmetros ajustados para encontrar o que se encaixa melhor nos dados experimentais, utilizando para isso o critério dos mínimos quadrados. Os dois modelos construídos forneceram previsões muito similares. Os modelos obtidos foram avaliados pelos parâmetros de resíduo percentual médio, gráficos de resíduo e critério de informação de Akaike. Os valores obtidos dos parâmetros de ajuste sugerem que a catálise heterogênea tem um efeito catalítico reduzido se comparado à catálise homogênea. Além disso, o padrão de erros observado nos gráficos de resíduo sugere que os dois tipos de catálise têm uma interação positiva se aplicadas simultaneamente.