OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DO SEBO BOVINO POR INFRAVERMELHO COM TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR)

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Tecnológica

Autores

Michelle Sinara Gregório, D. (IFRN) ; Sthephany Katiuse Soares, S. (IFRN) ; Pollyana Pedro, S. (IFRN) ; Marina Confessor, T. (IFRN) ; Arthur Felipe de Souza, L. (IFRN) ; Vicente, R.A. (IFRN)

Resumo

A necessidade de novas fontes de energia aponta cada vez mais para a busca de alternativas que estejam atreladas a contextos sociais, econômicos e ambientais. Nesse cenário, as energias renováveis ganham espaço, em especial, as atreladas ao segmento de transportes – o etanol e o biodiesel. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo a produção de biodiesel a partir do sebo bovino através de reações de transesterificação entre os triglicerídeos do óleo e etanol em presença de catalisador. O produto final foi caracterizado via ensaios de densidade, análise de pH e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). O produto reacional mostrou bandas de grupos orgânicos caraterísticos e ensaios físico-químicos semelhantes a misturas de biodieseis comerciais.

Palavras chaves

Biodiesel; Sebo de boi; Transesterificação

Introdução

O estudo de combustíveis alternativos tem recebido grande atenção na última década no Brasil, principalmente no que se refere ao desenvolvimento de fontes alternativas de compostos de combustão mais limpa, uma vez que os combustíveis fósseis quando são queimados produzem grandes quantidades de gases indutores do efeito estufa. Dessa forma, a utilização do biodiesel em substituição ao diesel, caracteriza uma opção interessante, porque a queima deste combustível proporciona uma queda nas emissões de monóxido e dióxido de carbono, NO2 e SO2. Além disso, outra vantagem importante desse biocombustível se refere ao fato deste poder ser obtido de diversas fontes, como óleos e gorduras, tanto vegetais quanto animais. O sebo bovino é formado, basicamente, por ácidos graxos de cadeia insaturada, possuindo assim estruturas químicas semelhantes às dos óleos vegetais. As diferenças estão nos tipos e distribuições dos ácidos graxos combinados com o glicerol (URIBE et al, 2014). Ruschel e colaboradores (2014) afirmam que a metodologia Transesterification Double Step Process (TDSP) vem sendo aperfeiçoada para a produção de biodiesel para obtenção de produto de ótima qualidade de maneira mais simples e rápida numa sequência de duas catálises, uma básica e outra ácida. O uso de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) é uma técnica rápida, requer o mínimo necessário de preparo de amostras e sua instrumentação costuma ser facilmente encontrada em laboratórios. Nesse contexto, este estudo utilizou FTIR como a principal técnica de caracterização do óleo extraído a partir do sebo bovino com o objetivo de síntese de biodiesel. Ensaios de pH e densidade também foram usados como orientação e screening para selecionar ou descartar amostras obtidas em reações iniciais.

Material e métodos

A obtenção do biodiesel se deu a partir da transesterificação por rota etílica do óleo obtido através do aquecimento do sebo de boi. Esse óleo foi misturado a 50 mL de (CH3CH2OH) 95% PA em presença de catalisador (NaOH). Foi feita a mistura de 50 mL de óleo filtrado de sebo de boi com 50 mL de óleo de soja com a mistura de CH3CH2OH e NaOH em micropérolas. Finalizada essa primeira etapa, a mistura foi colocada submetida à aquecimento agitador até que atingisse uma temperatura inicial de 100 °C. Após isso reduziu-se a temperatura até 60°C e permaneceu em aquecimento por 1 hora. Em seguida, houve separação de fases e a mistura foi colocada em repouso por 24 horas. Após a separação das fases, foram realizadas 2 lavagens de 50 mL de NaCl no biodiesel. Finalmente, para adsorver qualquer possível umidade resultante de reações anteriores, adicionou-se Sulfato de Sódio Anidro (Na2SO4) P.A. para a secagem do biodiesel, tendo uma duração de 24 horas em repouso. Após a secagem foi feita a filtração do biodiesel para retirada do Na2SO4e demais impurezas existentes. Foram realizadas medições de pH e densidade da amostra selecionada para teste em motor; os valores são pH= 7 e d=0,80862g/mL, respectivamente. O possível biocombustível obtido mostrou-se altamente clarificado, o que indica um excelente grau de pureza. Na análise de infravermelho foi utilizado o espectrômetro FT-IR/FT-NIR 400 Perkin Elmer, com acessório de refletância total atenuada horizontal utilizando um cristal de seleneto de zinco (ZnSe). Os espectros foram obtidos em duplicata, na faixa de 600 a 4000cm-1. As amostras analisadas foram o óleo diesel do tipo metropolitano (S500) puro (sem biodiesel) foi fornecido pela Refinaria Potiguar Clara Camarão (RPCC S.A.) e o biodiesel experimental obtido no LAPEG, no IFRN.

Resultado e discussão

A espectroscopia na região do infravermelho médio é uma técnica adequada para a quantificação de biodiesel em mistura com diesel, pois a função carbonila dos ésteres etílicos do biodiesel é uma banda única, fina e absorve em região distinta do espectro de infravermelho do diesel. Por essas características, espectroscopia na região do IV médio foi a técnica escolhida para quantificação de biodiesel no diesel. É importante ressaltar que foi utilizado éter etílico nesse estudo para a reação de transesterificação Na análise de infravermelho foi utilizado o espectrômetro FT-IR/FT-NIR 400 Perkin Elmer, com acessório de refletância total atenuada horizontal utilizando um cristal de seleneto de zinco (ZnSe). Os espectros foram obtidos em duplicata, na faixa de 600 a 4000cm-1. As amostras analisadas foram o óleo diesel do tipo metropolitano (S500) puro (sem biodiesel) foi fornecido pela Refinaria Potiguar Clara Camarão (RPCC S.A.) e o biodiesel experimental obtido no LAPEG, no IFRN. A Figura 1 mostra o espectro obtido de amostra de biodiesel de sebo de boi puro .Nessa amostra observam-se bandas em 1750 cm-1 referente ao estiramento da carbonila do éster, região de 1300 e 1800-1, que está relacionada a sobreposição de bandas presentes no óleo e no éster correspondente, picos na região de 1000 a 900 cm-1 de depormação angular simétrica fora do plano C-H de olefinas. Bandas aproximadamente em 1750cm-1, que são características de carbonila,que diferenciam biodiesel de diesel.

Infravermelho de biodiesel de sebo bovino

Conclusões

Este trabalho descreveu uma possível rota reacional alcoólica utilizando etanol como alternativa ao metanol em reações de transesterificação para obtenção de biocombustível. Nesse estudo também foi possível corroborar com a possibilidade de utilizar espectroscopia de infravermelho como ferramenta para ajudar na caracterização de amostras de biodiesel e blends de diesel. Finalmente, a produção de biodiesel a partir do sebo bovino pode contribuir para melhor utilização desse resíduo e pode ser uma solução eficaz para minimizar impactos ambientais relacionados a queima de combustíveis fósseis.

Agradecimentos

À RPCC (Refinaria Potiguar Clara Camarão) pela amostra de biodiesel puro. À UFRN pelas análises de infravermelho.

Referências

RAMOS, L. P. et al. Biodiesel: Um projeto de sustentabilidade econômica e sócio-ambiental para o Brasil. Revista Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento, dez, 2003.
RUSCHEL, C.F.C. et al. Análise exploratória aplicada a espectros de reflexão total atenuada no infravermelho,Química Nova, abr, 2014.
URIBE, R. A. M. et al. Produção de biodiesel a partir do sebo bovino: viabilidade econômica e métodos de produção. X Congresso Nacional de Excelência em Gestão, agosto, 2014.