COMPARAÇÃO DOS MÉTODOS CONVENCIONAL E IRRADIAÇÃO EM MICRO-ONDAS NA SÍNTESE DO BIODIESEL A PARTIR DE BLENDAS DOS ÓLEOS DE COPAÍBA E SOJA

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Oliveira, P.H. (UNEMAT-CÁCERES) ; Gonçalves, C.R. (IFMT-CÁCERES) ; Rezende, S.P. (IFMT-CÁCERES) ; Matos, I.F. (IFMT-CÁCERES) ; Chagas, M. (IFMT-CÁCERES)

Resumo

Esta pesquisa tem por objetivo comparar o método convencional e irradiação em micro-ondas na síntese do biodiesel metílico a partir das blendas de óleos de copaíba e soja. Após o preparo das blendas com o óleo de copaiba neutralizado e soja (10:90% ) realizou a síntese do biodiesel pela reação de transesterificação alcalina convencional com o hidróxido de potássio e o metanol, na temperatura de 45ºC por 60 minutos. Posteriormente realizou a lavagem, purificação e secagem. Em um segundo estudo foi avaliado também a síntese do Biodiesel através do método de irradiação em micro-ondas, nas mesmas condições estudadas por 45 segundos e analisados. O melhor método na produção do biodiesel foi a irradiação em micro-ondas. Mais pesquisas na otimização de processos com este óleo são necessários.

Palavras chaves

Reação de Tansesterificaç; Metanol; Copaíba

Introdução

O Biodiesel, um combustível alternativo, que vem minimizar os inconvenientes gerados pelos combustíveis derivados do petróleo e pode ser produzido pela reação de transesterificação de óleos vegetais, a mais utilizada no Brasil, e usando principalmente o etanol ou metanol no seu processo de produção, com catalisadores ácidos, básicos, enzimáticos ou heterogêneos (LORA; VENTURINI, 2012). O método geralmente usados é o convencional de aquecimento e consomem mais energia e um tempo maior na síntese do biodiesel e tem sido substituído pela irradiação em micro-ondas, pela redução no tempo de reação e elevados rendimentos (SILVA FILHO, 2009). O óleo de soja é a matéria-prima mais usada na produção de biodiesel no Brasil, porém seu elevado preço e a grande disponibilidade de oleaginosas presentes no território nacional, pesquisas na busca por matérias-primas alternativas tem sido realizadas, com a finalidade de obter um produto de melhor qualidade e com baixo custo de produção (DIB, 2010). A copaíba, proveniente da região da Amazônia é uma das matérias-primas alternativas, já presenta de 55 a 60 % (m/v) em óleo e devido a sua composição tem sido utilizado em diversas funções (PIERI et al., 2009). A desvantagem do uso deste óleo é por conter alto índice de acidez. Para minimizar este inconveniente, pesquisas com blendas estão sendo estudadas, e tem sido considerado uma mistura promissora pois melhora os fatores negativos de alguma matéria-prima, melhorando as suas características e tornando-a viável para ser utilizado na produção de um biodiesel de melhor qualidade (SILVA et al., 2015) A partir deste contexto, esta pesquisa tem por objetivo comparar o método convencional e irradiação em micro-ondas na síntese do biodiesel metílico a partir da blenda de óleos de copaíba e soja.

Material e métodos

Os experimentos foram conduzidos no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso - Campus Cáceres. O óleo de copaíba utilizado foi adquirido em uma loja de produtos naturais na cidade de Cáceres-MT, a extração foi realizada na região de cerrado. O óleo de soja foi adquirido em um supermercado local. Inicialmente avaliou-se o índice de acidez dos óleos (IA) e preparou- se a blenda misturando-se estes óleos na proporção de 10:90 % (óleo de copaíba: soja, em volume, respectivamente) e avaliou-se o seu índice de acidez (IA). Posteriormente realizou a neutralização destas blendas com glicerina, hidróxido de potássio (KOH), aquecimento, filtração, desmussificação, filtração com sulfato de sódio anidro (Na2SO4) e o IA caracterizado novamente. Estas blendas foram usadas como matérias primas na síntese do biodiesel pelo método convencional através da reação de transesterificação, via catálise básica utilizando como catalisador o hidróxido de potássio 1,5% (m/v) e como o álcool o metanol na razão molar 8:1 (metanol: blenda), em uma faixa de temperatura de 45ºC, com agitação constante, durante um tempo reacional de 60 minutos. Posteriormente, os produtos formados foram transferidos para funis de decantação por 24 horas e o biodiesel bruto produzido foi purificado através de lavagens com solução de ácido clorídrico, cloreto de sódio saturado e água destilada até pH neutro; a secagem foi com sulfato de sódio anidro (GERIS et al., 2007). Repetiu-se o experimento da síntese do Biodiesel, com as mesmas blendas através do método de irradiação em micro-ondas, potência de 9000wats, nas mesmas condições estudadas anteriormente e um tempo reacional de 45 segundos. Todos os biodieseis foram caracterizados (MORETTO; FETT, 1998).

Resultado e discussão

Os resultados do índice de acidez da copaíba e soja foram respectivamente 36,7 mg KOH/g e 0,5 mg KOH/g. Com a neutralização, o óleo de copaíba apresentou um IA de 7,56 mg KOH/g e a blenda 0,72 mg KOH/g. Após avaliar os resultados dos índices de acidez do óleo de copaíba pode-se constatar que a neutralização mostrou-se eficiente. A blenda estudada apresentou um valor dentro dos padrões descrito por Gonçalves et al. (2009), que cita um IA abaixo de 1 mg de KOH/g para produzir um biodiesel de qualidade. A tabela 1 mostra os resultados das análises dos biodieseis pelos dois métodos. A tabela 1 mostra que a massa específica de todos os biodieseis estão de acordo com o valor de referência, mostrando que o produto encontra-se puro. Em relação ao IA, o biodiesel produzido pela irradiação em micro-ondas apresentou um melhor resultado que o método convencional e dentro da legislação vigente. No método convencional o IA está acima da norma da ANP, o que pode estar relacionado com a presença de água no biodiesel, ocasionando a hidrólise dos triglicerídeos e aumentando a sua acidez (SILVA et al., 2011) O rendimento de todos os biodieseis foi abaixo da ANP, verificando que pode ter ocorrido a perda deste produto durante a lavagem e purificação, necessitando a otimização destas técnicas.

Tabela 1. Resultado das análises dos biodieseis

Resultados de alguns parâmetros físico-químicos dos biodieseis. Legenda: ANP-Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis.

Conclusões

Após avaliar os resultados pode-se concluir que a neutralização do óleo de copaíba é necessária na confecção de blendas. As blendas com o óleo de copaíba e soja são viáveis na produção do biodiesel e na possibilidade de adequar características de interesse do produto de acordo com as matérias - primas utilizadas. O método de produção do biodiesel por irradiação por micro-ondas, nas condições estudadas foi melhor comparando-se com o método convencional Há a necessidades de otimização no processo de produção e aperfeiçoamento de técnicas de lavagem e purificação do biodiesel bruto.

Agradecimentos

Referências

ANP - Resolução ANP Nº 45 DE 25/08/2014 e Resolução ANP Nº 51 DE 25/11/2015. Disponível em: <https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=274064>. Acesso em: 02 de julho de 2018.

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MORETTO, E.; FETT, R. Definição de óleos e Gorduras tecnologia de óleos e gorduras vegetais na indústria de alimentos. São Paulo. Varella, 1998. 144 p.

PIERI, F. A.; MUSSI, M. C.; MOREIRA, M. A. S. Óleo de copaíba (Copaifera sp.): histórico, extração, aplicações industriais e propriedades medicinais. Rev. bras. Plantas med., Botucatu, v. 11, n. 4, p. 465-472, 2009.

SILVA FILHO, A. A. Produção de Biodiesel Pela Transesterificação Alcalina Homogênea do Óleo de Soja Com Metanol Utilizando Irradiação de Microondas. 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química). Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Seropédica, 2009.

SILVA, L. D. et al. Modelagem cinética da reação de hidrólise de óleo de soja. Anais do 16º Congresso Brasileiro de Catálise, Campos do Jordão, 2011.

SILVA, L.R.A. et al. COMPARAÇÃO DA PRODUÇÃO DO BIODIESEL A PARTIR DA MISTURA DE ÓLEO RESIDUAL DE GIRASSOL E SOJA POR MICRO-ONDAS E MÉTODO CONVENCIONAL. In: Simpósio Nacional de Biocombustíveis, 8. Cuiabá, 2015.

VENTURINI, O. J.; LORA, E. E. S. Biocombustíveis vol. 1. Rio de Janeiro: Interciência. 2012.

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