ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E TÉRMICA DO BIODIESEL ETÍLICO DE BACABA (Oenocarpus bacaba, Mart.).
AUTORES: CONCEIÇÃO, L. R. V (PG/UFPA) ; ALMEIDA, R. C. S (IC/UFPA) ; PANTOJA, S. S (PG/UFPA) ; SILVA, M. M. C (PG/UFPA) ; COSTA, C. E. F (ICEN/UFPA) ; ROCHA FILHO, G. N (ICEN/UFPA) ; ZAMIAN, J. R (ICEN/UFPA)
RESUMO: RESUMO: O biodiesel etílico de bacaba foi produzido pela transesterificação do óleo de bacaba, com álcool etílico anidro e usando como catalisador o ácido metano sulfônico. O rendimento da reação foi de 94 % com uma pureza de 95 %. As propriedades do biodiesel foram satisfatórias, já que todos os parâmetros analisados estiveram dentro dos limites estipulados pela ANP.
PALAVRAS CHAVES: biodiesel, óleo de bacaba, estabilidade térmica.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Com o possível esgotamento da principal fonte de energia do mundo, o petróleo, e com seu caráter de impossibilidade de renovação, há uma motivação para o desenvolvimento de tecnologias que permitam utilizar fontes de energia renováveis e ecologicamente corretas. Uma alternativa para este problema é a substituição parcial ou total do diesel pelo biodiesel.
O biodiesel é um éster de ácido graxo, renovável e biodegradável, obtido comumente a partir da reação química de óleos ou gorduras, de origem animal ou vegetal, com um álcool na presença de um catalisador.
O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclo diesel automotivos (de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc) ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções.
Este biocombustível é comumente produzido por meio de uma reação química denominada transesterificação. Os triacilgliceróis de origem animal/vegetal, reagem com o metanol ou etanol, na presença de um catalisador, produzindo glicerol (subproduto) e o éster metílico ou etílico de ácido graxo (biodiesel). A reação de transesterificação pode ser catalisada por ácido ou base.
O óleo utilizado para obtenção do biodiesel foi o de bacaba, extraído dos frutos da palmeira (Oenocarpus bacaba Mart.). O biodiesel de bacaba foi obtido via rota etílica tendo como catalisador o ácido metano sulfônico. A razão molar álcool/óleo foi de 9:1, e a concentração do catalisador foi de 2% em relação à massa do óleo.
Este trabalho teve como objetivo a avaliação do comportamento do biodiesel do óleo de bacaba no que se refere aos parâmetros térmicos e físico-químicos.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: Em um balão de fundo redondo, adicionou-se 100 g de óleo de bacaba e em seguida a mistura álcool/catalisador. A reação foi processada sob refluxo e agitação intensa por um período de tempo de 8 h. Após o término da reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação, com o intuito de separar a fase leve (éster) da fase mais densa (glicerol). Após a separação de fases o glicerol foi retirado. O biodiesel foi submetido a lavagens com porções de 50 mL de água e solução 5% de bicarbonato de potássio, seguindo de uma secagem com sulfato de sódio anidro. Após a lavagem o rendimento do processo foi calculado e a realizou-se a caracterização do biodiesel quanto a combustível.
Foram analisados os seguintes parâmetros físico-químicos: índice de acidez, águas e sedimentos, massa específica a 20 °C, viscosidade cinemática, micro resíduo de carbono e teor de éster.
Para estudar a estabilidade e decomposição térmica do biodiesel em função da perda de massa quando submetido a uma variação de temperatura foi utilizada a técnica de Termogravimetria (TG). As curvas termogravimétricas foram obtidas em Analisador Térmico DTG 60H da Shimadzu, com razão de aquecimento de 10ºC.min-1, em um intervalo de 25 – 600 °C, em atmosfera dinâmica de nitrogênio com vazão de 50 mL.min-1 e com massa variando aproximadamente de 10 a 20 mg.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para a reação de transesterificação do óleo de bacaba optou-se por utilizar a catálise ácida, visto que o índice de acidez deste óleo é de 25 mg KOH/g, pois para o emprego de um catalisador básico a matéria-prima deve conter um índice de acidez menor que 3,0 mg KOH/g [2]. A umidade determinada foi de 0,5 %, valores acima deste pode interferir em um bom rendimento reacional na obtenção de biodiesel.
As condições reacionais empregadas foram satisfatórias, pois o rendimento do processo foi de 94%.
A Tabela 1 compara o resultado da caracterização do biodiesel etílico de bacaba com os limites estipulados pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis - ANP. O teor de éster foi de 95%, um valor considerado bom para o processo. Os valores de índice de acidez (0,49 mg KOH/g), viscosidade cinemática (4,0 mm2/s), massa específica a 20 °C (0,886 g/ml), micro resíduo de carbono (0,048%) e corrosividade ao cobre (1), encontram-se dentro dos limites estabelecidos pela resolução N° 7 da ANP, revelando a boa qualidade do biodiesel.
A Figura 1 ilustra a curva de TG/DTG do biodiesel etílico de bacaba mostrando um patamar de estabilidade térmica até 127 ºC com três estágios de decomposição térmica. O primeiro ocorre no intervalo de 127 a 306ºC com uma perda de massa aproximadamente de 81%, referente à decomposição e/ou volatilização dos ésteres etílicos. O segundo mais suave ocorre de 306 a 421°C com uma perda de massa aproximadamente de 16% atribuída à decomposição de resíduos de mono, di e triglicerídeos. E o último, referente à carbonização da amostra, ocorre de 421 a 577°C com uma perda de massa de 2%, aproximadamente. A perda de massa total ficou próxima de 99%.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: A rota proposta para a síntese do biodiesel etílico de bacaba foi satisfatória. Os resultados obtidos na caracterização e no teor de éster revelaram uma boa conversão. Pela caracterização térmica do biodiesel etílico de bacaba, observa-se uma alta temperatura de estabilidade térmica, fato este que implica em uma temperatura máxima de manipulação e armazenagem do mesmo.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS
[1] CONCEIÇÃO, M. M.; Candeia, R. A.; Dantas, H. J.; Soledade, L.E.B.; Fernandes Jr., V. J.; Souza, A. G.; Rheological Behavior of Castor Oil Biodiesel. Energy & Fuels v. 19, p. 2185-2188, 2005.
[2] OLIVEIRA LIMA, J. R et al., Biodiesel of tucum oil, synthesized by methanolic and ethanolic routes, Fuel (2007).
