ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Tecnológica
Autores
Moreira, I. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Romagnoli, E.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Silva, L.R.C. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Silva, E.T. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Buosi, G.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Borsato, D. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Spacino, K.R. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Rodrigues, C.H.F. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA)
Resumo
Qualidade do biodiesel é extremamente importante para a sua comercialização e utilização, sendo a oxidação um fator crítico, pois diminui o tempo de armazenamento de combustível. Uma alternativa para aumentar o tempo de estocagem é a adição de antioxidantes, pois eles retardam o processo oxidativo. Neste estudo foi avaliada a estabilidade oxidativa de um biodiesel B100 de óleo de soja na presença dos antioxidantes TBHQ, BHT e BHA isoladamente. Os resultados mostraram que o período de estocagem estimado do biodiesel a 25 ºC, na presença dos antioxidantes, aumentou de 3,4 a 5,3 vezes quando comparados com o controle.
Palavras chaves
Estabilidade oxidativa; Biocombustível; Período de indução
Introdução
A estabilidade de armazenamento do biodiesel B100 está relacionada com a sua capacidade de resistir às mudanças nas características físicas e químicas causadas pelas interações com o meio ambiente e varia dependendo da natureza da matéria-prima utilizada na sua produção e, da presença de antioxidante no biocombustível obtido. A auto-oxidação de ésteres metílicos de ácidos graxos está associada com a reação do oxigênio com o éster graxo insaturado e os produtos de oxidação podem causar problemas no motor e equipamentos de injeção de combustível. Portanto, para manter a qualidade do biodiesel o método mais eficaz e econômico têm sido a adição de antioxidantes, substâncias com finalidade de inibir ou retardar a reação de oxidação do biodiesel (JAIN; SHARMA, 2010). Os métodos de determinação da estabilidade oxidativa surgiram na tentativa de prever a vida útil dos óleos e gorduras, pois o monitoramento de mudanças destes produtos em condições de armazenamento é lento e pode consumir uma grande quantidade de reagentes. Devido a estes fatores, tais métodos como o Rancimat, são empregados, pois, mostram resultados mais rápidos, reduzindo o tempo de trabalho e consumo de reagentes (FRANKEL, 1993). O objetivo do trabalho foi fazer uma estimativa do tempo de estocagem do biodiesel B100 de óleo de soja, através do acompanhamento da reação de oxidação em diferentes temperaturas, com os antioxidantes sintéticos BHA, BHT e TBHQ.
Material e métodos
A reação de transesterificação do óleo de soja foi efetuada com metanol absoluto, com metóxido de sódio como catalisador na concentração de 0,8g/50 mL de álcool metílico, sob aquecimento a 60˚C e agitação lenta. Para promover a separação do glicerol, triglicerídeos e o álcool presentes, os ésteres obtidos foram lavados com água, contendo 0,5% de ácido acético glacial, e com água pura até o pH neutro e desumidificados com sulfato de sódio anidro. Foram adicionados diretamente ao biodiesel os antioxidantes BHA, BHT e TBHQ, nas concentrações de 6,0 x 10-3 mol/ L antes da avaliação da estabilidade oxidativa pelo Rancimat nas temperaturas de 110 ºC, 115 ºC, 120 ºC e 125 ºC.
Resultado e discussão
O valor médio da estabilidade oxidativa a 110 ºC, para a amostra do biodiesel
B100 sem antioxidante, usado como controle, foi de 4,2 h. Portanto, há
necessidade de adição de antioxidantes nesse biodiesel para atender às
especificações estabelecidas pela ANP cujo valor mínimo é de 6 h. As amostras do
biodiesel B100 utilizado, contendo antioxidantes, bem como o controle, foram
submetidas ao teste acelerado de estabilidade oxidativa utilizando o Rancimat,
nas temperaturas de 110, 115, 120 e 125 ºC. Os resultados obtidos mostram que o
período de indução diminui a medida que a temperatura do ensaio aumenta. Os
valores do logaritmo neperiano do período de indução versus a temperatura de
cada ensaio, foram ajustados e as estimativas do tempo de estocagem foram
determinadas (Figura 1). Uma correlação linear adequada foi observada entre os
diferentes tratamentos e o controle (0,93 ≤ R2 ≤ 0,99). As retas obtidas são
úteis para a correção de temperatura e sugerem a possibilidade de extrapolação
dos dados a fim de obter o tempo que corresponde ao período de indução para
armazenamento a 25 ° C. Assim, pode-se observar que os testes com antioxidantes
apresentaram valores acima dos 829 h observados para o controle, 3324 h para o
biodiesel com TBHQ, 4390 h para o BHT e 2797 h para a amostra contendo BHA.
Período de indução em função da temperatura do biodiesel de óleo de soja com antioxidantes sintéticos e controle com extrapolação a 25 °C.
Conclusões
O biodiesel obtido apresentou estabilidade oxidativa a 110 ºC abaixo do mínimo estabelecido pela legislação brasileira indicando com isto a necessidade da adição de antioxidantes. O período de indução que precede a propagação do processo oxidativo do biodiesel B100, quando comparado com o controle, foi retardado para os ensaios contendo os antioxidantes. Por meio dos resultados obtidos podemos afirmar que a estimativa do tempo de estocagem do biodiesel B100 contendo antioxidantes sintéticos aumenta de 3,38 a 5,3 vezes quando comparados com o biodiesel B100 utilizado como controle.
Agradecimentos
Ao Laboratório de Pesquisa e Análise de Combustíveis da Universidade Estadual de Londrina pelo apoio financeiro.
Referências
FRANKEL, E. N.; In search of better methods to evaluate natural antioxidants and oxidative stability in food lipids, Trends in Food Science & Technology, v. 4, p. 220-225, 1993.
JAIN, S.; SHARMA, M. P. Stability of biodiesel and its blends: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 14, n. 2, p. 667-678, 2010.
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