ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Analíses das cinzas sulfatadas do biodiesel produzido a partir da matéria prima extraída do RN.
AUTORES: ARAÚJO, A. M. M. (UERN) ; EVANGELISTA, J. P. C. (UERN) ; GOMES, A. F. (UERN) ; SOUZA, L. D. (UERN) ; MATIAS, L. G. O. (UERN)
RESUMO: O biodiesel é uma alternativa aos combustíveis tradicionais por diminuir a poluição ambiental, ser ecologicamente correto, não tóxico, biodegradável e praticamente livre de aromáticos e enxofre. A qualidade do biodiesel deve obedecer a limites estabelecidos em legislações oficiais e abrange várias propriedades. Estas são influenciadas pela qualidade das materiais primas e pelo processo de sua fabricação. Neste trabalho analisou-se a porcentagem de cinzas sulfatadas no biodiesel produzidos com óleos extraídos por dois processos diferentes de mamonas cultivadas em cidades zoneadas do RN (Luiz Gomes, 636 m e Martins 703 m). Os resultados indicam que os teores dentro dos limites permitidos, mas indicam um forte efeito da altitude e do processo de obtenção do óleo nos teores encontrados
PALAVRAS CHAVES: biodiesel, cinzas sulfatadas.
INTRODUÇÃO: Diante as crises energéticas de 1973 e 1979, surgiu à necessidade de uma nova fonte de energia. Foi então, que em 30 de Outubro de 1980, anunciou-se o incentivo ao Prodiesel, que logo mais veio a se chamar Biodiesel. Este combustível é produzido através da reação de óleos vegetais ou gorduras animais com álcool como, metanol ou etanol, na presença de catalisadores, para se produzirem mono-alquil ésteres e glicerina, que é removida. O Biodiesel resultante é derivado, em 10% de sua massa, do álcool reagido. O álcool utilizado na reação poderá ser proveniente de fontes renováveis. A utilização do biodiesel representa ganho ambiental significativo, tanto no que se refere à redução das emissões ao ser usado em motores ciclo diesel, quanto ao balanço de CO2 já que o emitido na queima é praticamente reabsorvido pelas plantas no seu crescimento. As cinzas sulfatadas expressam os resíduos inorgânicos, não combustíveis, resultantes após a queima de uma amostra do biodiesel. As cinzas são basicamente constituídas de sais inorgânicos (óxidos metálicos no caso do biodiesel) que são formados após a combustão do produto e se apresentam como abrasivos. A presença de resíduos metálicos no biodiesel é atribuída a resíduos do catalisador utilizado durante a reação de transesterificação e que não foram totalmente removidos no seu processo de purificação. Teores de cinzas acima das especificadas pela ANP prejudicam os pistões, anéis, bombas injetoras e bicos injetores, turbo compressores, câmara de combustão. Estas peças podem ser obstruídas pelas cinzas causando danos ao motor e conseqüentes prejuízos financeiros aos donos dos veiculos.
MATERIAL E MÉTODOS: Todos os reagentes usados no trabalho foram padrão PA. O biodiesel foi obtido por síntese dos óleos de mamona de cidades zoneadas do Rio Grande do Norte com etanol utilizando Iodo como catalisador. Após s síntese seguiu-se o procedimento padrão de separação da glicerina e purificação do biodiesel.
O procedimento experimental para a determinação das cinzas utilizou seis (6) cadinhos previamente tarados via aquecimento em mufla por um período de duas horas na temperatura de 800° ± 30 °C, resfriamento em dessecador e pesagem em balança analítica. Nos cadinhos tarados, adicionou-se certa de 15 g biodiesel e queimou-se. Para atear fogo ao biodiesel foi necessário aquece-lo até a temperatura de combustão. Após a r queima do biodiesel os cadinhos foram levados à mufla e submetidos à uma temperatura de 800 ± 30 °C durante um período de duas horas, após este período as amostras foram resfriadas e adicionadas de ácido sulfúrico (1:1) em água, processo que tem o objetivo de consumir toda a matéria orgânica remanescente. Em seguida os cadinhos são novamente aquecidos a 800 ± 30 °C durante 2 hs, resfriados em dessecador e pesados em balança analítica. Este processo é repetido até peso constante. Todas as analises foram feitas em triplicata e o resultado apresentado é a media das medidas representativas obtidas.
O cálculo do percentual de cinza sulfatadas foi realizado baseado na técnica analítica descrita na ASTM D-874, que consiste em determinar o teor de resíduos a partir da massa de biodiesel inicial adicionada ao cadinho e da massa do residual final após a calcinação de acordo com a equação 1.
%CS = MR x 100/MA (1)
onde :
%CS: Percentual de cinzas sulfatadas
MR: massa do resíduo (g)
MA: massa da amostra (g)
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados dos biodiseis analisados estão dentro dos limites permitidos (vide figura 1). Eles indicam um biodiesel de boa qualidade no que diz respeito a essa propriedade. Com respeito ao processo de obtenção do óleo usado na síntese do biodiesel os resultados mostram que o processo de extração a quente resulta em teores de cinzas finais no biodiesel bem maiores que os encontrados nos biodiseis sintetizados com óleos extraídos a frio. Este comportamento independe da cidade em que foi cultivada a mamona. Uma possível explicação para este fato seria a possibilidade de resíduos metálicos serem incluídos no óleo durante o processo de moagem da semente antes de se fazer a extração a quente. Com relação a altitude em que foi cultivado a mamona pode-se perceber que o óleo de Martins produz uma maior quantidade de cinzas que o óleo de Luiz Gomes indicando que a composição dos óleos e a quantidade de insaponificáveis varia com a altitude como mostrado anteriormente1. Os resultados são coerentes com as medidas de acidez que apresentam os mesmos comportamentos indicando que o aumento de acidez é correspondente ao aumento de impurezas metálicas ou insaponificáveis presentes no material. Quando comparadas com os teores de cinzas encontradas nos óleos (vide tabela 1) usados como matéria prima percebe-se que estes teores são constantes até a segunda casa decimal o que é uma precisão muito boa em virtude dos problemas de tara dos cadinhos em relação a massa de cinzas que está sendo medida2. Estes resultados indicam que as cinzas encontradas são as que já estavam presentes nos óleos inicialmente mostrando que o controle desta propriedade nos óleos é fundamental no controle de qualidade do combustível.
CONCLUSÕES: Os resultados mostram que os biodieseis obtidos tanto pelo método de extração a frio quando a quente estão dentro padrão, não provocando nenhum prejuizo para o motor. Os resultados mostram também que o metodos de obtenção do óleo e a altitude em que a mamona foi cultivadas afetam a quantidade final de cinzas no óleo inicial e também no biodiesel. Com o método de extração a quente e maiores altitudes resultando em maiores teores de cinzas tanto nos óleos como nos combustiveis. As cinzas presentes nos óleos são as mesmas encontradas no biodiesel considerando precisão de duas casas decimais.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq, FAPERN, PIBIC-UERN
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1 SOUZA, L.D.; SANTOS, A.G.D.; Veiga Junior, V.F; Chaar, J. S. ; Costa, E. J. C. e Rocha. D. Q. CONTRIBUIÇÕES PARA DEFINIÇÃO DE UM ZONEAMENTO AGRÍCOLA DA MAMONA VISANDO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL.
2 FARIAS, O. T. S.; REIS S.M.; SOUZA, L. D.; BARROS. E. L. N. ANÁLISE DAS CINZAS DE SULFATO DE ÓLEO DE MAMONA, BIODIESEL E DIESEL MINERAL PRODUZIDOS NA REGIÃO DO RIO GRANDE DO NORTE. 2006
PARENTE, E.J.S - Biodiesel: Uma aventura tecnológica num país engraçado, fortaleza , 2004.
Beltrão, N. E. de M. Informações sobre o biodiesel, em especial feito com o óleo de mamona. Campina Grande, Embrapa Algodão, 2003. 3p. (Embrapa Algodão. Comunicado Técnico, 177). CNPA 1060.
Knothe, Gerhard. Gerpen, Jon Van.Krahl, Jürgen. Ramos, Luiz Pereira. Manual de Biodiesel. São Paulo: Edgard Blücher, 2006.
