OBTENÇÃO DE BIODIESEL METÍLICO A PARTIR DA TRANSESTERIFICAÇÃO EM MICRO-ONDAS DO ÓLEO DE MILHO

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Tecnológica

Autores

dos Santos, D.T. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Fraga, I.M. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Silva, M.A. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; de Souza, M.L. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Loraine da Silva, E. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Pedraça, P. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO)

Resumo

A transesterificação de óleos e gorduras por irradiação de micro ondas tem sido investigada e mostra-se como uma técnica promissora para encurtar o tempo de reação, mantendo os altos níveis de rendimento na síntese de biodiesel. Muitas são as matérias-primas possíveis para a produção de biodiesel, dentre elas, destaca-se o óleo de milho. O grão de milho possui entre 8 à 10% de teor oleaginoso, o que confere a ele, grande potencial para substituição da soja na indústria de biodiesel. O presente trabalho investigou a síntese de biodiesel a partir do óleo de milho utilizando a técnica de transesterificação em micro-ondas. Os resultados mostraram baixas conversões de óleo em biodiesel e uma alta acidez, o que pode ter sido ocasionado pelas ondas liberadas durante a transesterificação.

Palavras chaves

micro ondas; biodiesel; milho

Introdução

O biodiesel é um combustível proveniente de fontes renováveis que não degradam o meio ambiente. A produção do biodiesel pode ser realizada por alguns processos dos quais destacam-se a transesterificação e a esterificação; sendo a transesterificação mais utilizada atualmente. A reação se dá entre óleos ou gorduras e álcoois de cadeia curta, na presença de um catalisador que pode ser ácido, básico ou enzimático. A transesterificação de óleos e gorduras por irradiação de micro-ondas tem sido investigada por alguns autores e tem se apresentado como uma técnica promissora para encurtar o tempo de reação, mantendo os altos níveis de rendimento na síntese de biodiesel. Essa técnica consiste em substituir a transesterificação com aquecimento convencional à altas temperaturas sob forte agitação, por uma reação de transesterificação realizada em forno micro-ondas convencional, ou adaptado (MOURA et al.,2010). Muitas são as matérias-primas possíveis de serem utilizadas na produção de biodiesel, no entanto, no Brasil ainda predomina a soja. Porém é possível utilizar muitas outras oleaginosas nesse empreendimento, como exemplo, mamona, pinhão manso, babaçu, semente de colza, canola, palma, algodão, girassol, açafrão, coco e milho (FERNANDES et al., 2008). Dentre as matérias-primas possíveis para a síntese de biodiesel, destaca-se o óleo de milho. O grão de milho possui entre 8 à 10% de teor oleaginoso, o que confere a ele, grande potencial para substituição da soja na indústria de biodiesel. Diante do exposto, o presente trabalho investigou a síntese de biodiesel a partir do óleo de milho utilizando a técnica de transesterificação em micro ondas.

Material e métodos

O óleo de milho de índice de acidez de 04 mg de KOH/g foi adquirido em estabelecimentos comerciais do município de Cáceres-MT. Foram produzidos 6 biodieseis. As reações foram realizadas com utilização de 200 mL de óleo, a razão molar álcool:óleo foi de 8:1, o álcool utilizado foi o metanol e o catalisador foi o hidróxido de potássio. Todos os reagentes foram adicionados no balão de fundo chato, agitados manualmente e conduzidos ao micro-ondas em potência máxima. A reação ocorreu durante o tempo de 45 segundos (GERIS et al.,2007; MOURA et al.,2010). Após o término da reação, os biodieseis obtidos com aquecimento em micro- ondas, foram levados a um funil de separação por 24 hs , para separação das fases biodiesel e glicerina. O biodiesel obtido foi lavado com ácido clorídrico e cloreto de sódio, e posteriormente filtrado com sulfato de sódio anidro de acordo com a metodologia descrita por Geris et al., (2007). Ao final, os biodieseis obtidos tiveram seus rendimentos calculados a partir da equação 1 (MOURA, 2010). mbioT= [(móleo(PMóleo + 3PMM - PMG))/PMóleo] Equação 1 Onde: móleo é a massa de óleo utilizada na reação, PMóleo é o peso molecular do óleo, PMM é o peso molecular do metanol PMG é o peso molecular do glicerol. mbioT É a massa de biodiesel que deveria ser obtida em 100% de conversão A conversão mássica (CONVERSÃO (%P/P)) é calculada pela equação 2, CONVERSÃO (%P/P)=(mbioexp X 100)/mbioT Equação 2 Onde: mbioexp é a massa de biodiesel experimental obtido após o processo de purificação. Posteriormente os biodieseis obtidos foram caracterizados quanto a seu índice de acidez, conforme metodologia descrita por Moretto e Fett (1998).

Resultado e discussão

Após obtenção dos biodieseis, o rendimento foi calculado e todas as amostras foram caracterizadas quanto a seu índice de acidez. Os resultados são apresentados na tabela 1. TABELA 1- Resultados de índice de acidez e rendimento do biodiesel obtido pela transesterificação em micro-ondas do óleo de milho A partir dos resultados pode-se observar que todos os biodieseis obtidos apresentaram índice de acidez acima do limite máximo permitido pela Agência nacional de petróleo, gás natural e biocombustíveis (ANP) que é de 0,5 mg KOH/g, o que o torna um produto indevido para comercialização. Também observa-se que as reações forneceram baixas conversões de óleo em biodiesel. Esse comportamento pode estar relacionado a uma possível degradação do óleo durante a reação no micro-ondas, a energia fornecida pode ter rompido cadeias do óleo promovendo deposição de ácidos graxos livres no meio reacional que reagiram com o catalisador básico formando sabões, o que comprometeu o rendimento da reação. De acordo com Moretto e Fett, (1998), o índice de acidez é definido como o número de mg de hidróxido de potássio necessário para neutralizar os ácidos livres de um grama de amostra. Trata-se de um parâmetro de extrema importância quando se trata do biodiesel, uma vez que a elevada acidez indica a presença de ácidos graxos livres no biodiesel, e estes podem provocar corrosão do motor, ou deterioração do biocombustível (KNOTHE et al., 2006). De acordo com De Morais et al., (2013), os biodieseis com elevada acidez são indesejáveis, pois são responsáveis por processos corrosivos e formação de depósitos dentro do motor. As condições em que ocorre a reação de transesterificação podem afetar a acidez final do biodiesel. Uma reação com

RESULTADOS DE RENDIMENTO E ÍNDICE DE ACIDEZ PARA O BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE MILHO

Conclusões

O biodiesel obtido no presente estudo esteve fora dos padrões estabelecidos pela ANP. O óleo de milho apresentou baixo rendimento na conversão em biodiesel. Esse comportamento pode estar relacionado a uma possível degradação do óleo durante a reação no micro-ondas, a energia fornecida pode ter rompido cadeias do óleo promovendo deposição de ácidos graxos livres no meio reacional que reagiram com o catalisador básico formando sabões, o que comprometeu o rendimento da reação. Esses resultados indicam que a técnica de produção em micro-ondas para o óleo de milho, não foi satisfatória.

Agradecimentos

AO IFMT- CAMPUS CÁCERES -PROFº OLEGÁRIO BALDO

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS – ANP. Resolução n° 45 de 2014. Disponível em: <nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/resoluções_anp/2014/agosto/ranp> Acesso em: 25 de mar. 2015.

DE MORAIS, V. S. et al. Cor ASTM: um método simples e rápido para determinar a qualidade do biodiesel produzido a partir de óleos residuais de fritura. Revista Quimica Nova, v. XY, n. 00, p.1-6, 2013.

FERNANDES et. al. Biodiesel a partir de óleo residual de fritura: alternativa energética e desenvolvimento sócio-ambiental. In: XXVIII Encontro nacional de engenharia de produção. Rio de Janeiro, RJ. Anais do XXVIII Encontro nacional de engenharia de produção. 2008.

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KNOTHE, Gerhard et al.. Manual de biodiesel. São Paulo: Edgard Blücher, 2006.


MORETTO, Eliane; FETT, Roseane. Tecnologia de óleos e gorduras vegetais na indústria de alimentos. São Paulo: Varela, 1998.

MOURA, B. S. Transesterificação alcalina de óleos vegetais para produção de biodiesel: avaliação técnica e econômica. 2010, 168f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Seropédica, 2010.

MOURA, B. S.; MENDES, M. F.; MACHADO J.R, H. Irradiação de microondas na transesterificação alcalina homogênea de óleo de pinhão manso (Jatropha curcas L.) . Anais do IV Congresso Brasileiro de Mamona e I Simpósio Internacional de Oleaginosas Energéticas, João Pessoa, PB – 2010.