Obtenção de biodieseis metílicos de óleos de soja, canola e girassol por transesterificação catalisada por silicato de sódio.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Tecnológica

Autores

Nunes Claro, M. (CIENTEC) ; Santos, S.J. (CIENTEC) ; Renner, R.E. (CIENTEC) ; da Rosa, G.C. (CIENTEC) ; Braun, J.V. (CIENTEC) ; dos Santos, V.O.B. (CIENTEC) ; Saibro de Castro, E.M. (CIENTEC) ; Fontoura, L.A.M. (CIENTEC) ; de Souza, G. (CIENTEC)

Resumo

O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres graxos e é empregado como substituinte parcial ou total ao diesel. O biodiesel é obtido por transesterificação de óleos e gorduras. A reação é lenta e requer o emprego de um catalisador. Catalisadores heterogêneos tem como vantagens a possibilidade do reuso e dispensam etapas posteriores de purificação do biodiesel. Neste trabalho, silicato de sódio foi empregado na transesterificação metílica de óleos de soja, canola e girassol. As reações foram conduzidas com excesso molar MeOH:TG de 35:1 na presença do catalisador em 2,2 % em massa (com relação ao óleo) a 65 oC em 2 h. composição. Em todos os casos, purezas superiores a 97 % foram observadas.

Palavras chaves

biodiesel; catálise heterogênea; silicato de sódio

Introdução

O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres graxos e é empregado como substituinte parcial ou total ao diesel em motores de ignição por compressão. O biodiesel é renovável e contribui para a diminuição do efeito estufa e da chuva ácida. Além disso, apresenta maiores índice de cetano, ponto de fulgor e lubricidade. O biodiesel é obtido por transesterificação de óleos e gorduras. Metanol é o álcool mais utilizado. No Brasil, óleo de soja e sebo bovino são as principais fontes graxas. A reação é lenta e requer o emprego de um catalisador. Industrialmente, catálise homogênea com metóxido de sódio é normalmente utilizada. Catalisadores heterogêneos tem como vantagens a possibilidade do reuso e dispensam etapas posteriores de purificação do biodiesel. Em trabalho anterior,1 descrevemos a otimização da reação de obtenção de biodiesel metílico de óleo de soja sob catálise de silicato de sódio. Neste trabalho, o catalisador foi estendido à transesterificação de canola e girassol. As reações foram conduzidas com excesso molar MeOH:TG de 35:1 na presença do catalisador em 2,2 % em massa (com relação ao óleo). Os biodieseis foram caraterizados pelas massas específicas, pureza e composição.

Material e métodos

Obtenção silicato de sódio: 100 g de casca de arroz (CA) foram colocados em aparelhagem de refluxo com 100 mL de solução de HCl aq. 1 mol L-1 a 100 °C, durante 3 h, com agitação magnética. Após o refluxo, a mistura foi filtrada a pressão reduzida, e o sólido obtido lavado com água destilada. A casca de arroz recuperada na filtração foi colocada em estufa a 110 °C por 24 h. A CA seca, a seguir, foi calcinada em a 700 °C durante 3 h. A cinza de casca de arroz (CCA) obtida foi colocada em aparelhagem de refluxo com NaOH aq. 1 mol L-1 (10 mL de solução por g de CCA) com agitação magnética. A temperatura utilizada foi de 100 °C e o tempo de refluxo foi de 1 h. Em seguida, a solução resultante foi transferia para uma cápsula cerâmica e colocada em estufa por 24 h. O bloco obtido, de aparência vítrea, foi então colocado em forno a 300 °C durante 1 h. O sólido de Na2SiO3 produzido foi triturado e peneirado (75 a 180 µm).(2) Transesterificação: Óleos de soja, canola e girassol comerciais foram utilizados. 300 g de óleo foram introduzidos em um reator de vidro de 1 L com camisa de aquecimento, condensador de refluxo e agitador magnético. O óleo foi aquecido a 65 oC. 6,6 g de catalisador foram suspensos em 100 mL de MeOH. A mistura foi adicionada sobre o óleo. A seguir, 400 mL adicionais de MeOH foram introduzidos no reator. A mistura foi agitada a 65 oC por 2 h. Na sequência, a mistura foi filtrada a pressão reduzida e o filtrado foi levado ao rotavapor para a eliminação do álcool excedente e, após, foi transferido para um funil de separação. A glicerina foi separada e o biodiesel foi seco sobre chapa de aquecimento. A pureza e a composição foram determinadas por GC-FID com padronização interna (3) e normalização de áreas respectivamente.

Resultado e discussão

A reação de transesterificação é conduzida em condições brandas por procedimento simples e com número reduzido de etapas. A glicerina é separada rapidamente e o biodiesel é obtido límpido e com coloração amarelo-clara. Em todos os casos, purezas superiores a 97 % foram obtidas. O limite inferior exigido pela legislação é 96,5 %. Massas específicas de 0,87 – 0,88 g mL-1 foram observadas e atendem à especificação. Os biodieseis de soja e girassol são ricos em linoleato. A presença majoritária de cadeias poli-insaturadas está associada à tendência à oxidação por ação do ar.

Conclusões

Biodieseis de óleos de soja, canola e girassol foram obtidos por transesterificação metílica na presença de silicato de sódio. O catalisador foi preparado a partir de cinzas de casca de arroz e empregado em 2,2 % em massa com relação ao triglicerídeo. Metanol foi utilizado em uma razão molar de 35:1. Em todos os casos, os biodieseis foram obtidos com purezas superiores a 97 %.

Agradecimentos

FAPERGS

Referências

1.http://www.abq.org.br/biocom/trabalhos_detalhes,10376.html acessado em agosto de 2017.
2.Roschat, W.; Siritanon, T.; Yoosuk, B.; Promarak, V.; Energy Convers. Manage. 2016, 119, 453.
3.EN14103:2003; Fatty acid methyl esters (FAME) – Determination of ester and linolenic acid methyl ester contents. European Committee for Standardization: Brussels, 2003.