SÍNTESE DE BIODIESEL METÍLICO A PARTIR DA GORDURA EXTRAÍDA DO CAROÇO DA MANGA BOURBON (Mangífera indica L.) ATRAVÉS DO MÉTODO TDSP "TRANSESTERIFICATION DOUBLE STEP PROCESS"

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Tecnológica

Autores

Roman, L.L.A. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Fraga, I.M. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Figueiredo, E.O. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Penha, B.F. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Sousa, D.A. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO)

Resumo

O Brasil conta com mais de 500 variedades de manga. No município de Cáceres MT, estão presentes muitas variedades, entre elas a Bourbon. O presente estudo investigou o potencial da gordura extraída da manga, como matéria-prima para produção de biodiesel metílico. A gordura extraída apresentou elevada porcentagem de ácidos graxos livres (24,74%), o que levou a tentativa de síntese de biodiesel a partir da metodologia TDSP “Transesterification double step process”. O biodiesel obtido a partir da gordura de manga, apresentou uma porcentagem de ácidos graxos livres também elevada (21,40%), sobretudo, quando se compara a acidez da própria gordura utilizada, o que indica que o processo não foi suficiente para esterificar os ácidos graxos presentes no óleo.

Palavras chaves

BIODIESEL; MANGA; TDSP

Introdução

Nos cerrados brasileiros, existem inúmeras variedades de sementes que podem conter teores de óleo significativos para a produção de Biodiesel. O município de Cáceres-MT, conta com a presença marcante em sua vegetação, de uma espécie exótica, a Mangífera indica L., popularmente conhecida como manga. (GOMES, 1979). Dentre as variedades destaca-se a Manga Bourbon- caracterizada por sementes poliembriônicas, cor verde amarelada com manchas pretas, ótimo sabor, semente de tamanho expressivo. Atualmente, a transesterificação via catálise básica é o método mais utilizado industrialmente para a produção do biodiesel no entanto, se o óleo utilizado na reação possuir elevada acidez, é possível que esse desloque o catalisador básico para uma reação indesejada, a reação de saponificação. Buscando contornar estes empecilhos, surge a metodologia a metodologia “Transesterification double step process” (TDSP), que conjuga as duas catálises, sendo constituída por uma primeira etapa básica, seguida de uma etapa ácida de reação. Com isso, possíveis sabões formados na catálise alcalina são esterificados quando ocorre adição do ácido e os elevados tempos registrados para a catálise ácida não são necessários, pois a maior parte das moléculas dos triglicerídeos já se encontra quebrada devido ao ataque realizado na primeira etapa da reação (GUZATTO; DE MARTINI, E SAMIOS, 2011). De acordo com Samios et al., (2009), a metodologia TDSP, que envolve etapas sucessivas de catálise básica e ácida homogêneas, pode alcançar índices de conversão de óleo vegetal em biodiesel superiores a 97%. Diante do exposto, esse trabalho tem como finalidade produzir biodiesel a partir da gordura extraída da manga a partir da metodologia “Transesterification double step process” TDSP.

Material e métodos

A gordura de manga bruta obtida na extração por extração de soxhlet, foi caracterizada quanto a sua porcentagem de ácidos graxos, de acordo com a metodologia descrita por Moretto e Alves, (1986). Foram pesados aproximadamente 5 g da amostra em um Erlenmeryer e foram adicionados 50 mL de álcool etílico (95,8% de pureza), previamente neutralizado com solução aquosa de NaOH 0,1N, utilizando 0,5 mL de solução etanólica de fenolftaleína a 1% como indicador. Em seguida, aqueceu-se a solução sobre uma placa térmica até apresentar “sinais” de ebulição. Depois, titulou-se ainda quente com solução aquosa de NaOH 0,1N, até coloração rósea persistente por 15 segundos. O biodiesel foi sintetizado a partir da metodologia TDSP descrita por Silva et al., (2013). As reações foram feitas em um balão de 250 mL, aquecido em um banho à 65° C, sob agitação. Dentro do balão foram adicionados 50 mL de gordura de manga, 22 mL de metanol e 0,5g de KOH, sendo o álcool e o catalisador previamente misturados, formando metóxido de potássio, espécie ativa da reação de transesterificação. Essa reação se processou durante o período de 1h. Logo após 1h de reação, foi adicionado ao balão 10 mL de metanol e 0,5 mL de ácido sulfúrico. O conteúdo do balão continuou sob agitação e aquecimento (65 °C) por 90 min. Após esse período a mistura reacional foi conduzida a um funil de separação, para separação das fases e posteriormente lavada com água destilada a 90ºC. O biodiesel obtido foi então caracterizado quanto a seu índice de acidez, porcentagem de ácidos graxos, densidade e teste de chama (SILVA et al.,2013; GERIS et al., 2007).

Resultado e discussão

A gordura de manga foi caracterizada quanto ao sua porcentagem de ácidos graxos, e apresentou um valor de 24,74% de ácidos graxos livres. Segundo Serra (2010), essa porcentagem deve ser de no máximo 3% para se obter um biodiesel de índice de acidez igual ou menor do que 0,5 mg KOH/g, conforme especificação da agência nacional de petróleo e gás natural e biocombustíveis (ANP). A acidez elevada de um óleo, quando submetido a reação de transesterificação alcalina para produção de biodiesel, provavelmente levará a saponificação (PAIVA, 2010). Por esse motivo, o biodiesel foi sintetizado pela metodologia TDSP, e foi caracterizado quanto a sua porcentagem de ácidos graxos, e apresentou um valor de 21,40% de ácidos graxos livres o que mostra que o processo TDSP diminui muito pouco em 4%, essa porcentagem, indicando que o processo não foi suficiente para esterificar os ácidos graxos presentes no óleo, e o que o melhor a ser feito nesse caso seria submeter a gordura a um processo de neutralização. Por outo lado, o teste de chama indicou uma síntese de biodiesel efetiva. A chama permaneceu acessa por 7 minutos, evidenciando que a gordura de manga tornou-se um combustível. Também a densidade (0,88 g/cm3) esteve dentro dos parâmetros da ANP (0,85-0,90 g/cm3). Resta para trabalhos futuros a neutralização prévia para diminuição da acidez, ou mesmo maiores tempos de reação na segunda etapa da metodologia TDSP para que haja total conversão da gordura em biodiesel ao final do processo.

Conclusões

A gordura de manga apresentou uma porcentagem de ácidos graxos de 24,74% de ácidos graxos livres, e foi transesterificada pela metodologia TDSP para produção de biodiesel. Em relação ao biodiesel obtido a partir da gordura de manga, observa-se que o mesmo também apresentou alta porcentagem de ácidos graxos, onde pode se observar que o processo TDSP diminui muito pouco em 4%, essa porcentagem, o que indica que o processo não foi suficiente para esterificar os ácidos graxos presentes no óleo, e o que o melhor a ser feito nesse caso seria submeter a gordura a um processo de neutralização.

Agradecimentos

Ao IFMT campus Cáceres.

Referências

GERIS, R. et al., Biodiesel de soja – reação de transesterificação para aulas práticas de química orgânica. Química Nova, 2007, v.30 (5), 1369-1373.

GOMES, P. Fruticultura Brasileira.5º edição. Ed. Livraria Nobel S.A.446 p. 1979.

GUZATTO, R.; DE MARTINI, T.L.; SAMIOS, D. The use of a modified TDSP for biodieselproduction from soybean, linseed and waste cooking oil, Fuel Process Technol, 92:2083-2088. 2011.

MORETTO, E. e ALVES, R. F. Óleos e gorduras vegetais processamento e análises.
Florianópolis. Ed. UFSC,1986.

PAIVA, E. J. M. Estudo da Produção de Biodiesel a partir de Óleo de Babaçu e Etanol utilizando a Transesterificação Alcalina Tradicional com Agitação Mecânica e Assistida por Ultrassons. Dissertação de mestrado apresentada ao programa de pós-graduação em Engenharia química. Universidade de São Paulo. USP.Lorena, SP.2010.

RANP 14/2012. RESOLUÇÃO ANP Nº 14, DE 11.5.2012 - AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS.DOU 18.5.2012.

SILVA, R.; et al. Estudo da conversão do óleo de soja em biodiesel em função do tempo, utilizando a metodologia TDSP. In 6º Simpósio nacional de Biocombustíveis.6º Biocom. Canos, 2013.

SAMIOS, D. et al. 2009.Transesterification Double Step Process — TDSP for biodiesel preparation from fatty acids triglycerides, Fuel Process Technol, 90: 599-605.

SERRA, T.M. Desenvolvimento De Catalisadores A Base Deestanho(Iv), Para Produção De Ésteres Metílicos De Ácidos Graxos, Via Transesterificação E Esterificação. Dissertação apresentada a Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia-UFAL, Maceió, 2010.