Realizado em Goiânia/GO, de 04 a 06 de Setembro de 2017.
ISBN: 978-85-85905-20-0
TÍTULO: Remoção de Ácidos Graxos Livres e Produção de Biodiesel a partir do Óleo de Macaúba
AUTORES: Roberto de Lima, A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS) ; Gomes Domingues Neto, E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo explorar o óleo de Macaúba como matéria-prima
para a produção do biodiesel, através de uma rota alternativa. O processo
ocorreu em duas etapas: extração líquido-líquido; reação de transesterificação
catalisada por álcali. Foram feitas análises do índice de acidez no óleo bruto
e após a extração líquido-líquido para confirmar a redução dos ácidos graxos
livres. Apesar de não ter sido possível a obtenção do produto final desejado,
os resultados demonstraram a possibilidade de obter óleo de Macaúba refinado,
com baixo teor de acidez, tornando-o uma matéria-prima apta para a produção de
biodiesel.
PALAVRAS CHAVES: Biodiesel; Óleo de Macaúba; Transesterificação
INTRODUÇÃO: Atualmente, a preocupação com o impacto ambiental e a escassez de materiais
combustíveis provenientes de fontes não renováveis, fazem com que a busca
por técnicas para produção de energia limpa se torne imprescindível como
política da matriz energética global. No Brasil, assim como o etanol, o
biodiesel é um dos biocombustíveis que tem recebido forte contribuição de
recursos para pesquisa e desenvolvimento. A viabilidade econômica da
produção do biodiesel está sustentada na disponibilidade de matéria-prima de
baixo custo, sendo este impacto no preço final do produto superior á 85%.
Tendo em vista o cenário exposto, é fator altamente relevante a realização
de pesquisas específicas para incorporação e exploração sustentável de
plantas oleaginosas nativas, como fontes de matéria-prima na matriz
bioenergética. No estado de Minas Gerais, são considerados como potenciais
fontes de óleo para produção do biodiesel o nabo forrageiro, o pinhão manso
e a Macaúba.Observando aspectos ligados ao volume produzido por área
cultivada, verifica-se que a Macaúba (Acrocomia aculeata) é uma matéria-
prima promissora para a obtenção de óleos vegetais, tendo em vista seu alto
teor de óleo na polpa (60 a 70%, em base seca) e na castanha (40 a 50%, em
base seca) e sua elevada produtividade (cerca de 6,5 toneladas de óleo por
hectare). Visto que a elevada acidez do óleo bruto interfere no rendimento
da etapa de refino, observa-se que a desacidificação é uma das fases mais
importantes deste processo.O presente trabalho propõe avaliar uma rota
alternativa para a produção do biodiesel, baseada na utilização da extração
líquido-líquido para desacidificação do óleo de Macaúba, que apresenta como
vantagens: a redução da perda de óleo neutro e a recuperação dos ácidos
graxos livres.
MATERIAL E MÉTODOS: O óleo foi extraído a partir de frutos coletados no Campus da UFMG. Após a
sua extração o óleo foi submetido apenas ao processo de filtração, estando,
portanto, livre de qualquer outra operação de refino. Os ácidos graxos
livres presentes na amostra são provenientes do processo natural de
degradação dos triacilgliceróis, não sendo adicionado, em nenhum momento,
ácidos graxos livres isolados. Foram realizados ensaios na matéria-prima
bruta e em amostras de óleo após a etapa de extração líquido-líquido. Para a
titulação ácido-base da amostra, de acordo com o método AOCS Cd3d-63.10, foi
medido aproximadamente 2,0 g do óleo de Macaúba em um Erlenmeyer de 250 mL e
adicionados 25 mL de um solvente composto por álcool etílico 95% (etanol
hidratado) e éter etílico 99,8% na proporção de 2:1 em volume. Como
titulante foi utilizada solução de hidróxido de potássio (KOH) 0,1 mol/L e,
como indicador, solução de fenolftaleína 1%.Visto que ambos os solventes,
etanol e água, são mais voláteis que os triacilgliceróis e ácidos graxos
livres, o ensaio de perda por evaporação de acordo com o método ASTM D-5800
faz-se necessário para determinar, gravimetricamente, a quantidade de
solvente na amostra de óleo.Foi utilizada uma estufa a 80 °C por 60 minutos
para a padronização do teste. A extração líquido-líquido re foi realizada
utilizando álcool etílico 95% em razões mássicas etanol-óleo de 2:1. Foi
misturado, aproximadamente, 200g do óleo de Macaúba com o solvente em um
reator com agitação magnética por 15 minutos.Após a separação das fases, foi
determinada a composição de cada uma. Os percentuais de ácidos graxos livres
e de solvente foram obtidos por titulação e perda por evaporação,
respectivamente. Por fim, foi realizado o processo de transesterificação.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A amostra apresentou percentual de 21,95% de ácido oléico e,
aproximadamente, 1,9% de água. Como esperado, índice de acidez elevado, pois
o óleo foi submetido apenas ao processo de filtração após ser extraído. Essa
acidez é proveniente do seu processo de degradação natural. Foram realizadas
três extrações. O Gráfico 1 indica o percentual de acidez em cada uma delas.
Na extração líquido-líquido houve redução de 77% do índice de acidez, na
base livre de solvente. Na terceira e última extração, esse percentual
chegou 1,69%, verificando-se então que o óleo de Macaúba, a priori, estava
apto para a produção de biodiesel utilizando a rota de transesterificação
alcalina.Segundo a literatura, para que o processo de transesterificação
seja satisfatório, o óleo deve conter, no máximo, 3% de ácidos graxos
livres. Comparando os resultados obtidos com a literatura disponível,
observou-se que, como esperado, o aumento do número de estágios desloca o
equilíbrio favorecendo a remoção do soluto. Assim, a extração líquido-
líquido obteve êxito, sendo uma alternativa viável para o tratamento da
matéria-prima. Após a transesterificação o produto reacional foi transferido
para um funil de separação e permaneceu em repouso por 30 minutos. No
entanto, não havendo a separação de fases, foram feitas lavagens sucessivas
com água deionizada á 70°C.Ainda sem a ocorrência da separação de fases, foi
adicionada um alíquota de ácido clorídrico concentrado com a finalidade de
romper a emulsão formada. Sem sucesso, o meio reacional foi então
descartado. A quantidade de óleo submetida ao processo de transesterificação
foi insuficiente, facilitando a formação de uma emulsão estável e
dificultando a separação de fases. Isto pode ter ocorrido em virtude do
refinado conter água residual do processo de extração
Gráfico 1
Fonte: Autores
CONCLUSÕES: A partir da análise da matéria-prima utilizada pode-se afirmar que é possível
obter um óleo de Macaúba refinado utilizando o método de extração líquido-
líquido.É importante ressaltar que a etapa da caracterização da matéria-prima
é muito importante, uma vez que influencia na qualidade e no modo de preparo
do biodiesel.Uma alternativa para otimização do processo seria realizar a
etapa de esterificação ácida logo após a extração líquido-líquido, afim de
reduzir ainda mais o índice de acidez.
AGRADECIMENTOS: Á todos os envolvidos na realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] REZENDE, D.B.“Esterificação e Transesterificação de Óleos de Macaúba com Elevada e Baixa Acidez Catalisadas por Resinas de Troca Iônica”. Departamento de Engenharia Química – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2011.
[2] COSTA, M. A.; SILVA, P. S. C.; VALLE, P. W. P. A.“Bioenergia: Cadeia Produtiva e Coprodutosem Minas Gerais”. Instituto de Estudos Pró-Cidadania – PRÓ-CITTÀ/SECTES, Belo Horizonte, 2009.
[3]CETEC - Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. “Programa Energia - Produção de Combustíveis Líquidos a partir de Óleos Vegetais”. Belo Horizonte, 1983.