Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: Influência do surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) na produção de biodiesel metílico de soja
AUTORES: Alencar, J.J.M. (UFMA) ; Carvalho, C.D. (UFMA) ; Braga, A.J.O. (UFMA) ; Penha, J.A.S. (UFMA) ; Souza, D.C. (UFMA) ; Sinfrônio, F.S.M. (UFMA) ; Silva, F.C. (UFMA)
RESUMO: Por apresentar características combustíveis e baixa emissão de compostos voláteis nocivos, a adição do biodiesel ao diesel comercial tornou-se uma realidade no mercado de combustíveis. Neste contexto, este trabalho visa avaliar a influência do CTAB na reação de transesterificação de óleo de soja, com base em planejamento fatorial fracionado 3^3-1. Para tanto, foram sintetizados biodieseis utilizando óleo de soja refinado, razão molar óleo: metanol de 1:6, teor de KOH 0,5, 1,0 e 1,5 % m/m e de CTAB 0,0; 0,5 e 1,0 % m/m e tempo de reação de 30, 60 e 90 minutos. De modo geral, o biodiesel produzido com 1% de KOH, 0,5% de CTF e tempo de reação 60 minutos, apresentou melhor rendimento, com 99,5% de ésteres.
PALAVRAS CHAVES: biodiese; transferência de fase; CTAB
INTRODUÇÃO: A instabilidade do mercado do petróleo, a disponibilidade limitada de seus recursos minerais e as relevantes questões ambientais que transpassam a utilização de combustíveis fósseis têm estimulado investimentos na obtenção de combustíveis alternativos provenientes da biomassa. Por apresentar propriedades físicas compatíveis com as do diesel de petróleo, o biodiesel constitui-se numa alternativa capaz de atender à maior parte da frota de veículos já existente no mercado, sem que haja a necessidade de modificações técnicas nos seus motores (TAN, 1999).
Segundo ÇETINKAYA & KARAOSMANOGLU (2004), o biodiesel é um combustível oxigenado produzido a partir da transesterificação de triacilglicerídeos presentes em óleos vegetais e gorduras animais. Esse tipo de reação envolve duas fases imiscíveis. A fase menos densa tem o catalisador dissolvido no álcool, enquanto que a outra contém o óleo ou gordura, na qual a reação entre estas fases ocorre apenas na região interfacial.
Para facilitar a transferência de massa nesse tipo de sistema, algumas metodologias são empregadas. A catálise de transferência de fase (CTF), por exemplo, utiliza um promoter capaz de acelerar aos mecanismos reacionais atenuação da imiscibilidade das fases constituintes. Os sais de amônio quaternários são o mais amplamente utilizado como catalisadores de tranferência de fase (CTF).
Neste contexto, o presente trabalho objetiva verificar a influência do surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) na transesterificação metílica do óleo de soja, por catálise alcalina (KOH) aplicando um planejamento fatorial fracionário 3^3-1 .
MATERIAL E MÉTODOS: Os parâmetros operacionais utlizados em cada biodiesel foram propostos segundo planeamento fatorial fracionada 33-1, na qual foi empregado um reator tipo PARR, modelo 4843, com controle de agitação e temperatura. Para tanto, utilizando-se óleo de soja refinado, razão molar óleo:metanol de 1:6, teor de KOH 0,5, 1,0 e 1,5% e de CTAB 0, 0,5 e 1,0% (ambos em relação à massa de óleo). A temperatura foi mantida constante em 60 °C e a agitação próxima de 500 rpm. Os tempos de reação foram de 30, 60 e 90 minutos. Em seguida, todas as amostras foram neutralizadas, lavadas e secas a 100° C/4h. Por fim, foram determinadas as viscosidades cinemáticas a 40°C tendo como parâmetro a norma ASTM D6751 (método analítico D 445) que permite um intervalo de 1,9 a 6,0 mm2/s e os teores de ésteres via cromatografia a gás, utilizando uma unidade GC-FID 2010 Shimadzu, de acordo com a norma EN 14103.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 mostra que todos os biodieseis sintetizados estão de acordo com a norma ASTM D6751, com viscosidades cinemáticas variando entre 1,9 e 6,0 mm2/s e que os procedimentos R5 e R8 geraram biodieseis com rendimentos adequados, estando estes acima dos teores propostos pelas normas técnicas EN 14214 e RANP 07/08 (LÔBO; FERREIRA; CRUZ, 2009).
De acordo com os estudos de superfície de resposta os melhores resultados foram obtidos na transesterificação com 50,00 g de óleo de soja, 14,00 mL de CH3OH, 0,50 g de KOH e 0,25 g de CTAB (Figura 2).
Tabela 1
Tabela 1 – viscosidade cinemática e rendimento dos biodieseis produzidos.
Figura 1
Figura 2 – Superfície de resposta – Variável dependente: teor de ésteres
CONCLUSÕES: As viscosidades para os biodieseis produzidos encontram-se dentro dos valores estabelecidos pelas normas ASTM D6751 e EN ISO 3104. Os resultados para os biodieseis obtidos apresentaram rendimentos satisfatórios apenas para as amostras R5 e R8. De acordo com a superfície de respostas o maior rendimento reacional foi alcançado quando da aplicação de 1,0% de KOH, 0,5% de CTAB e com tempo de reação de 60 minutos.
AGRADECIMENTOS: A Deus, a UFMA; a FAPEMA, a CAPES, Fundação Sousândrade/UFMA, ao Núcleo de Biodiesel e ao Laboratório Central de Energia e Ambiente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LÔBO, I. P; FERREIRA, L. C.; CRUZ, R. S. Biodiesel: parâmetros de qualidade e métodos analíticos. Quimica Nova, São Paulo, v. 32, n. 6, p. 1596-1608, 2009.
LENTH, R.V. Response-Surface Methods in R using rsm. Journal of Statistical Software. Iowa, v. 32, n. 7, 2009.
MONTEIRO, M. R. et. al. Critical review on analytical methods for biodiesel characterization. Talanta, São Carlos, v. 77, p. 593-605, 2008.
FANGRUI, M.; HANNA, M. A. Biodiesel production: a review. Bioresource Technology, Nebraska, v. 70, p. 1-15, 1999.
LEUNG, D. Y. C.; WU, X.; LEUNG, M. K. H.; A Review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied Energy, Hong Kong, v. 87, p. 1083-1095, 2010.
LUCCHESE, M. A.; MARZORATI, L.; Catálise de Transferência de Fase. Química Nova, São Paulo, v. 23, p. 641, 2000.
ZHANG Y.; STANCIULESCU, M.; IKURA, M..; Rapid Transesterification of Soybean Oil with Phase Transfer Catalysts. Applied Catalysis A: General, Otawa, v. 366, p. 176-183, 2009.