Produção de biodiesel etílico in situ utilizando semente de girassol

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Orgânica

Autores

Pereira, N.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA) ; Rodrigues, H.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA) ; Ruggiero, R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA) ; Arruda, E.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO) ; Batista, A.C.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA)

Resumo

A poluição provocada pela queima de combustíveis fósseis representa uma parcela dos problemas ambientais atualmente enfrentados pela sociedade. O biodiesel é um combustível biodegradável, obtido a partir de matéria prima renovável. Um dos problemas associados à cadeia produtiva do biodiesel é o seu alto custo global do processo, que é afetado, principalmente, pelo elevado custo da sua matéria-prima (óleo vegetal) a ser utilizada. A transesterificação in situ consiste na utilização direta das sementes como matéria prima na reação de obtenção do biodiesel, com a finalidade de tornar o processo economicamente mais vantajoso. O objetivo do presente trabalho foi analisar o processo, via balanço de massa, para produção de biodiesel etílico in situ de sementes de girassol.

Palavras chaves

biodíesel; girassol; balanço de massa

Introdução

Um dos grandes desafios para a sociedade atual é o suprimento da demanda energética no mundo, um dos fatores contribuintes para esta demanda está ligado ao crescente fluxo de veículos com motor diesel. A poluição provocada pela queima de combustíveis fósseis representa uma parcela dos problemas ambientais atualmente enfrentados pela sociedade. Neste sentido buscam-se soluções que possam amenizar a problemática ambiental, como com a utilização de bicombustíveis como o biodiesel e o etanol. O biodiesel pode ser definido como ésteres monoalquílicos obtidos a partir de óleos ou gorduras (animais e vegetais). O biodiesel pode ser produzido por reações de transesterificação de triglicerídeos com um álcool de cadeia curta, sob a presença de um catalisador básico, ácido ou enzimático. O biodiesel é um combustível biodegradável, obtido a partir de matéria prima renovável. Um dos problemas associados à cadeia produtiva do biodiesel é o seu alto custo global do processo, que é afetado, principalmente, pelo elevado custo da sua matéria-prima (óleo vegetal) a ser utilizada. A transesterificação in situ consiste na utilização direta das sementes como matéria prima na reação de obtenção do biodiesel, com a finalidade de tornar o processo economicamente mais vantajoso. (BATISTA et al., 2012; PEREIRA, 2010; RODRIGUES, 2007).O objetivo do presente trabalho foi analisar o processo, via balanço de massa, para produção de biodiesel etílico in situ de sementes de girassol.

Material e métodos

As sementes de girassol tipo Olisun 3 foram obtidas através de parceria estabelecida com o fornecedor Atlântica Sementes LTDA. As sementes (massa inicial = 152,5 g) foram trituradas e submetida a desidratação em estufa à temperatura de 75 ºC por 30 min (massa final =148,5g). A massa desidratada foi submetida à reação de transesterificação com alcóxido de potássio (2g KOH/50mL de etanol; diluído até 158g), sistema fechado à 35°C de temperatura, agitação mecânica por 20 min. A reação foi monitorada por cromatografia de camada delgada. O material resultante da reação foi submetido à filtração a vácuo e, posterior separação do excesso de solvente através da utilização de evaporador rotativo. A mistura contendo os produtos gerados foi transferida para um funil de decantação para separação de fases: a fase inferior contendo glicerina e a fase superior contendo o biodiesel. A fase biodiesel foi destinada ao refino (neutralização, lavagem) e secagem. Todos os itens participantes da reação (produtos e reagentes) foram submetidos a medições de massa. Foram realizadas análises físico-químicas: índice de peróxido, índice de acidez, massa específica e viscosidade cinemática (40°C) para o biodiesel obtido, fundamentadas respectivamente nos métodos: Cd 3-25 AOCS, Ca 5-40 AOCS, To1a-64 AOCS e ASTM D6751.

Resultado e discussão

Conforme os resultados do processo (Figura 1) a partir de 152,5g de sementes de girassol foram obtidos: 35,9g de biodiesel etílico (processo in situ) de girassol, 86g de solvente (recuperado). Considerando-se que (em média) o teor de óleo nas sementes de girassol é de aproximadamente 48,4%(GAMA; GIL; LACHTER, 2010), conclui-se ser promissor o resultado do rendimento obtido nos ensaios experimentais realizados, aproximadamente 50% em biodiesel (correlacionado ao percentual de óleo presente nas sementes de girassol). O processo de transesterificação in situ possibilita a eliminação das etapas de extração e refino do óleo. As características físico-químicas (Tabela 1) de índice de peróxido (7 meq/kg (anotar)), índice de acidez (0,388 mg de KOH/g de óleo), massa específica (869 kg.m-3) e viscosidade cinemática (40°C) (3,79 mm2/s) determinadas para o biodiesel (in situ) etílico de girassol atendem às especificações vigentes exigidas pela ANP (Agência Nacional de Petróleo, Biocombustíveis e Gás natural).

Características físico-químicas


Balanço de mass

Conclusões

A utilização direta de sementes de oleógenas para a produção de biodiesel constitui-se em uma alternativa promissora para redução dos custos do processo produtivo de biodiesel, uma vez que, elimina etapas de refino e tratamento do óleo a ser utilizado. Para o presente trabalho, concluiu-se que, para as características físico-químicas analisadas, o biodiesel etílico (in situ) de girassol atende às especificações vigentes. As sementes de girassol apresentaram resultados promissores no que tange à utilização destas sementes para o processo in situ de produção de biodiesel.

Agradecimentos

AGRADECIMENTOS: PROPP/UFU, CNPq, FACIP/UFU

Referências

BATISTA, A. et al. Use of baru oil (Dipteryx alata Vog.) to produce biodiesel and study of the physical and chemical characteristics of biodiesel/petroleum diesel fuel blends. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, v. 48, n. 1, p. 13-16, 2012/03/01 2012. ISSN 0009-3092.

GAMA, P. E.; GIL, R.; LACHTER, E. R. Produção de biodiesel através de transesterificação in situ de sementes de girassol via catálise homogênea e heterogênea. Química Nova, v. 33, n. 9, p. 1859-1862, 2010.

PEREIRA, N. R. Estudos oleoquímicos e obtenção de ésteres metílicos e etílicos a partir do óleo do Dipteryx alata vog (baru). 2010. 89 f. Dissertação (Mestrado em Química). Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, Minas Gerais. 2010.

RODRIGUES, H. S. Obtenção de ésteres etílicos e metílicos, por reações de transesterificação, a partir do óleo da Palmeira Americana macaúba – Acrocomia aculeata. 2007. 236 f. Tese (Doutorado em Química). Universidade de São Paulo. Ribeirão Preto, São Paulo. 2007.