ÍNDICE DE ÉSTER METÍLICO OBTIDO A PARTIR DA TRANSESTERIFICAÇÃO ALCALINA POR ONDAS ULTRASSÔNICAS UTILIZANDO DIFERENTES RAZÕES MOLARES

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Tecnológica

Autores

Figueiredo, E.O. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Fraga, I.M. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Zotesso, M.R. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Gonçalves, C.R. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; dos Santos, D.T. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO) ; Loraine da Silva, E. (INSTITUTO FEDERAL DO MATO GROSSO)

Resumo

Atualmente a transesterificação por aquecimento ultrassônico vem se destacando na produção de biodiesel. O presente estudo teve como objetivo a avaliação do índice de éster metílico obtido a partir da transesterificação alcalina por ondas ultrassônicas em diferentes razões molares de metanol/óleo (8:1, 6:1 e 3:1). Para efeitos de comparação, também foi produzido um biodiesel na razão molar 8:1 por aquecimento convencional. Os maiores rendimentos em éster foram encontrados na razão molar de 6:1. Já a menor razão molar álcool/óleo empregada no método ultrassônico (3:1) apresentou um índice de éster maior do que o biodiesel obtido pelo método convencional.

Palavras chaves

BIODIESEL; ÉSTER; ULTRASSOM

Introdução

Com o objetivo de substituir os combustíveis derivados do petróleo, tem-se estudado o uso de derivados de óleos vegetais e animais a partir de processos como a transesterificação, produzindo-se novos combustíveis, renováveis, denominados biocombustíveis, entre os quais se destaca atualmente o biodiesel (SARTORI, et al., 2009). Fontes mais baratas como óleos e gorduras residuais têm atraído olhares de produtores de biodiesel devido ao seu baixo custo. Apesar de a soja ser uma ótima fonte oleaginosa, a cultura da mesma não pode suprir os dois mercados em que ela está inserida, os mercados de alimentos e energia (GERIS et al. 2007). Com a crescente demanda por biocombustíveis, dentre eles, o biodiesel, faz-se necessário a busca por novas matérias-primas que retire a dependência que muitas indústrias brasileiras adquiriram em relação ao óleo de soja. Atualmente, vem ganhando destaque, como método de produção de biodiesel a transesterificação por ondas ultrassônicas. A reação de transesterificação, em presença de ondas ultrassônicas, pode alcançar um rendimento de biodiesel acima de 99%, com redução drástica de tempo de reação e purificação do produto em relação ao processamento tradicional (TOMIELLO, 2014). O ultrassom também reduz a quantidade de catalisador e razão molar de álcool necessária em até 50% devido ao aumento da atividade química na presença de cavitação. Outra vantagem é o aumento resultante na pureza da glicerina (PAIVA, 2010). Diante do exposto o presente estudo teve como objetivo a avaliação do índice de éster metílico obtido a partir da transesterificação alcalina por ondas ultrassônicas utilizando diferentes razões molares.

Material e métodos

Foram produzidos biodieseis a partir do óleo de soja, utilizando aquecimento ultrassônico em diferentes razões molares (8:1, 6:1 e 3:1) metanol/óleo. Utilizou-se balão de 500 mL, onde foram adicionados 200 mL de óleo, 2g de hidróxido de potássio (KOH). O álcool utilizado foi o metanol. Cada experimento foi realizado seguindo a metodologia descrita por Geris et al. (2007). A mistura foi conduzida ao ultrassom e mantida por um período de 30 minutos. Transcorrido o tempo reacional, a mistura obtida foi transferida para um funil de separação para a decantação e separação das fases, o tempo de espera para as separações das fases foi 24 horas. Após separação, o biodiesel foi lavado com solução de ácido clorídrico a 5%, solução saturada de Cloreto de Sódio e água destilada. Para efeitos de comparação, também foi produzido um biodiesel na razão molar 8:1 utilizando aquecimento convencional. Após a lavagem, acrescentou-se sulfato de sódio anidro para retirar a umidade residual. Posteriormente o biodiesel obtido foi conduzido a etapa de caracterização quanto a seu índice de acidez, índice de éster e densidade. A determinação de índice de éster realizada no presente estudo é um método alternativo ao método cromatográfico estabelecido pela ANP, descrito na norma EM 14214. A determinação do índice de éster (IE) é feita a partir dos resultados obtidos do índice de acidez (IA) e índice de saponificação (ISK), previamente calculados. O cálculo do índice de éster foi determinado pela equação 3 (MORETTO E ALVES, 1986). IE= ISK - IA Equação (1) Onde: IE- Índice de éster IA- Índice de acidez ISk- Índice de saponificação A determinação do índice de acidez (IA) e o índice de saponificação foi realizada determinados seguindo a metodologia descrita por Moretto e Alves (1986).

Resultado e discussão

Os biodieseis obtidos, foram caracterizados quanto ao índice de acidez, índice de saponificação e índice de éster. Os resultados dessa caracterização são apresentados na tabela 1. Observando os dados de acidez da tabela 1, é possível notar que os índices de éster apresentados pelos biodieseis obtidos pelo método ultrassônico foram significativamente maiores que o os índices de éster apresentados pelos biodieseis obtidos pelo método convencional. A menor razão molar que apresentou os maiores rendimentos em éster foi a de 6:1. A menor razão molar álcool/óleo empregada no método ultrassônico foi a de 3:1, e está apresentou um índice de éster significativamente maior do que o biodiesel obtido pelo método convencional com razão molar álcool/óleo de 8:1. Esse resultado indica que o método ultrassônico é capaz de reduzir a demanda de álcool na reação de transesterificação, pois utilizando 50% a menos do álcool utilizado no método convencional, o método ultrassônico proporcionou um maior índice de éster. O índice de Ester médio das amostras Ultrassom 1 e Ultrassom 2 ficaram praticamente iguais, isso mostra que o processo de transesterificação por meio de ondas ultrassônicas proporciona uma boa conversão em ésteres. Em termos de razão molar álcool/óleo, utilizando a razão molar 6:1 e a razão molar 8:1, não há variação no resultado em éster. O que reforça a hipótese de que o método ultrassônico não requer altas quantidades de álcool. Esse comportamento pode estar relacionado às cavitações geradas pelo ultrassom que na reação de transesterificação aumentam a miscibilidade entre os reagentes, fornecem energia necessária para a reação, reduzem o tempo de reação, reduzem a quantidade de reagentes e aumentam o rendimento e a seletividade da reação (YU et al., 2010). TABELA 1

Tabela 1- Resultados médios de índice de éster das amostras transesterificadas por ultrassom e por aquecimento convencional.

Conclusões

Neste trabalho o índice de éster dos biodieseis obtidos pelo método ultrassônico foram significativamente maiores que o os índices de éster apresentados pelos biodieseis obtidos pelo método convencional. A razão molar álcool/óleo que apresentou os maiores rendimentos em éster foi a de 6:1. Já a menor razão molar álcool/óleo empregada no método ultrassônico foi a de 3:1, e está apresentou um índice de éster significativamente maior do que o biodiesel obtido pelo método convencional com razão molar álcool/óleo de 8:1. O índice de Ester médio das amostras Ultrassom 1 e Ultrassom 2 ficaram praticamente iguais. Em termos de razão molar álcool/óleo, utilizando a razão molar 6:1 e a razão molar 8:1, não há variação no resultado em éster.

Agradecimentos

AO IFMT-CAMPUS CÁCERES-PROFº OLEGÁRIO BALDO

Referências

GERIS, Regina. et al. Reação de Transesterificação para aulas práticas de Química Orgânica. Quim Nova, Salvador, v.30, n. 5, p.1369-1373, abril/maio 2007.

MORETTO, Eliane; ALVES, Roseane. Óleos e gorduras vegetais. Editora da UFSC, Florianópolis, 1986

PAIVA, E.J.M. Estudo da Produção de Biodiesel a partir de Óleo de Babaçu e Etanol utilizando Transesterificação Alcalina Tradicional com Agitação Mecânica e Assistida por Ultrassons. Dissertação (Mestrado em Ciências), Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2010.

SARTORI, M. A., et al. Análise de arranjos para extração de óleos vegetais e suprimento de usina de biodiesel. RESR, Piracicaba, v. 47, n. 2, p. 419-434, abr/jun. 2009.

TOMIELLO, Carolina Rombaldi. Potencial do óleo do frango como matriz lipídica para produção de biodiesel. 2014, Monografia apresentada como requisito para conclusão do curso de Engenharia Química, Universidade de São Paulo. São Paulo, 2014.

YU, Dahai et al. Ultrasonic irradiation with vibration for biodiesel production from soybean oil by Novozym 435. Processes Biochemistry, v. 45, n.4, p.519-525. 2010.