ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Orgânica
Autores
Karas, L.J. (UTFPR) ; Neto, P.R.C. (UTFPR) ; da Costa, T.M. (UTFPR) ; de Oliveira, P.R. (UTFPR)
Resumo
Na indústria alcooleira, juntamente com o etanol são produzidos resíduos que tomam os mais variados destinos. Dentre esses resíduos encontra-se o óleo fúsel, que é uma mistura de álcoois superiores e outros compostos, com grande proporção de álcool isoamílico. Visando o aproveitamento deste óleo fúsel, o objetivo do trabalho consiste em achar os melhores parâmetros reacionais para a esterificação do ácido oleico com álcool isoamilíco para posteriormente utilizar estas informações na esterificação de todos os álcoois presente no óleo fúsel. Os resultados obtidos mostraram a conversão de 96% do ácido oleico em oleato de isoamila utilizando 1 hora de reação, 2% de catalisador APTS e razão molar 1:6 ou 95% em condições iguais diminuindo a razão molar para 1:3.
Palavras chaves
Álcool isoamílico; Esterificação Ácida; Óleo Fúsel
Introdução
O óleo fúsel é a fração menos volátil formada durante o processo de produção do etanol. Em sua composição podemos encontrar álcool etílico, amílico, isoamílico, propílico, e outros. (Botelho, 1945; Pérez et al., 2001). A qualidade e quantidade de óleo fúsel gerada durante a produção do etanol depende do tipo e método de preparação da mistura usada para a fermentação. A proporção média de óleo fúsel é estimada em 2,5 litros para cada 1000 litros de etanol produzido. O álcool isoamílico corresponde a maior proporção da mistura. (Pérez et al., 2001; Garcia, 2008). O objetivo do trabalho consiste em achar os melhores parâmetros reacionais para a esterificação do ácido oleico com álcool isoamilíco para posteriormente utilizar estas informações na esterificação do ácido oleico com a mistura dos álcoois presentes no óleo fúsel, visando a utilização dos ésteres obtidos como possíveis biolubrificante.
Material e métodos
Em um balão de fundo redondo de 250 mL foram adicionados 10g de ácido oleico e diferentes quantidades de álcool isoamilíco (razão molar ácido/álcool de 1:3; 1:6 e 1:9) e diferentes quantidades (1, 2 e 3%) de diferentes catalisadores ácidos (APTS, H2SO4 e Fe2(SO4)3) com razão massa/massa em relação ao ácido oleico. O balão foi adicionado a um sistema de refluxo, as reações foram mantidas sobre agitação em tempos de uma ou duas horas à 100°C. Após a reação, foram realizadas etapas de lavagem do produto com solução de NaHCO3 0,01M e com solução de NaCl saturada. Posteriormente o excesso de álcool isoamílico foi removido do produto reacional por destilação. O rendimento da reação foi obtido através da acidez de 1 g do oleato de isoamila, utilizando a equação % conversão = (Ai – Af / Ai) x 100 onde, Ai é a acidez do ácido oleico e Af é a acidez do oleato de isoamila (Zhang et al., 2003).
Resultado e discussão
Analisando a Tabela 1 pode-se observar que em muitos casos o rendimento
reacional foi satisfatório (> 90%). O aumento da proporção molar ácido/álcool
melhora o rendimento da reação, independente do catalisador utilizado. Dentre os
catalisadores estudados o que se mostrou mais eficiência foi o APTS (ácido p-
toluenossulfônico), que apresentou rendimento de 96% utilizando tempo reacional
de 1 hora, 2% de catalisador e razão molar 1:6. Além disso, se as condições
reacionais forem mantidas, diminuindo a razão molar para 1:3 o rendimento
continua alto (95%). Os resultados utilizando o ácido sulfúrico como catalisador
(Tabela 1) também foram muito bons, apresentando rendimento de 96% com 2% de
catalisador, tempo reacional de 2 horas e razão molar de 1:6. Com razão molar
1:3, 2h e 3% de catalisador o rendimento também foi satisfatório (94%). Os
resultados com Fe2(SO4)3 mostram que a reação é muito dependente do tempo
reacional e da quantidade de catalisador, onde só foi possível se obter o
rendimento de 95% utilizando razão molar 1:9, tempo de 2h e 3% de catalisador.
Conclusões
Os rendimentos obtidos, utilizando catálise ácida, mostraram que é possível obter o oleato de isoamila com rendimentos de até 96%. Dentre os catalisadores testados o APTS mostrou-se mais eficiente (95%) por permitir a utilização de uma proporção menor de álcool isoamílico, catalisador e de tempo reacional. Conclui-se também que é muito importante utilizar uma relação molar ácido oleico/álcool isoamílico pequena por causa da dificuldade encontrada em se retirar o excesso de álcool isoamílico do meio reacional, que até o momento foi retirada por destilação
Agradecimentos
UTFPR e CNPq
Referências
BOTELHO, J. Impurezas do álcool etílico. Brasil açucareiro, Rio de Janeiro, v.25, p. 99-101, 1945.
GARCIA, V. Subproduto de destilaria de óleo fusel. 2008, 112 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de processos químicos e bioquímicos) – Escola de engenharia Mauá, Instituto Mauá de Tecnologia, São Caetano do Sul, 2008.
PÉREZ E. R.; CARDOSO D. R; FRANCO D. W. Análise dos álcoois, ésteres e compostos carbonilicos em amostras de óleo fúsel. Química Nova, vol. 24, n. 1, p.10-12, 2001.
ZHANG, Y.; DUBE, M.A., MCLEAN, D.D. Biodiesel production from waste cooking oil: 1. process design and technological assessment. Bioresoure Technol., v. 89, p. 1–16, 2003.
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