ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: PRODUÇÃO DE BIODIESEL ATRAVÉS DA MISTURA DE METANOL E ETANOL
AUTORES: PEREIRA, J. E. S. (PUCRS) ; LIGABUE, R. A. (PUCRS) ; EINLOFT, S. M. O. (PUCRS) ; MAGALHÃES, T. O. (PUCRS) ; DULLIUS, J. E. L. (PUCRS)
RESUMO: Este trabalho busca a otimização do processo de transesterificação de óleo de farelo de arroz degomado (OFAD) apartir da determinação da proporção ideal entre metanol e
etanol, além de buscar consecutivamente o máximo de conversão do óleo em biodiesel. Consiste na segunda parte de uma pesquisa, onde na primeira etapa a matéria-prima utilizada apresentava teor de 21,8% de ácidos graxos livres (AGL), sendo esterificada via catálise etanólica, catalisada por um ácido de Lewis, onde após o processo de otimização dos parâmetros de reação, reduziu-se para 3,0% de AGL. Desta forma, foi possível dar seguimento ao trabalho onde o objetivo é a transesterificação dos produtos da primeira etapa através de uma mistura alcoólica de metanol e etanol por catálise básica.
PALAVRAS CHAVES: transesterificação, biodiesel, óleo de arroz
INTRODUÇÃO: A demanda por energia está aumentando continuamente em função do crescimento da
industrialização e da população. Sendo ainda o petróleo a principal fonte de energia
mundial, entretanto, a grande desvantagem da combustão deste é a poluição
atmosférica. Pois, esta contribui com a emissão de gases de efeito estufa. Além
disso, as reservas mundiais de petróleo estão diminuindo rapidamente dia a dia,
ocasionando a elevação de custos, seguido da preocupação ambiental para a redução da
queima de derivados de petróleo (ISSARIYAKUL et al., 2007).
Uma alternativa diante dos fatos é a produção de biodiesel, pois é derivado da
alcoólise de óleos vegetais ou gorduras animais, produzindo a mistura de ésteres
conhecido como biodiesel com propriedades muito semelhantes ao diesel fóssil. Em 1900 Rudolph Diesel, o inventor do motor a diesel em uma exibição em Paris, utilizando óleo de amendoim, já previa que embora o uso do óleo vegetal fosse insignificante naquela época, no decorrer dos tempos se tornaria tão importante quanto o petróleo e o carvão, já utilizados naquele momento (MAGALHÃES, 2008).
Sua principal vantagem está nos gases derivados da combustão, contribuindo para a redução de CO2, visto que, as plantas absorvem este gás para a realização da fotossíntese, não emitem NOx, SOx para atmosfera e reduzem os gases de chuva ácida e efeito estufa. Desta maneira, colabora para o melhoramento do meio ambiente e fomenta a economia gerando divisas. O biodiesel pode ser produzido por esterificação e/ou transesterificação alcoólica de óleos não comestíveis com elevado teor de ácidos graxos livres (AGL), através de uma reação catalítica (WANG et al., 2007).
MATERIAL E MÉTODOS: A matéria-prima utilizada foi o óleo de farelo de arroz degomado (OFAD) que é uma alternativa viável, por apresentar teores de ácidos graxos livres (AGL) elevados para o consumo humano, e de grande abundância no RS, tornando a produção de biodiesel competitiva devido ao baixo custo destes óleos (WANG et al., 2007; MAGALHÃES, 2008).
O OFAD foi doado pela empresa IRGOVEL, sendo este esterificado na etapa anterior para a então transesterificação do óleo por uma base de Brønsted, visto que, o seu teor de AGL ter se adequado para a realização da segunda etapa conforme (figura 1), evitando assim a saponificação. A síntese do biodiesel executado em batelada num reator de vidro, conectada em um condensador de refluxo para evitar possíveis perdas da mistura de metanol e etanol. Os parâmetros reacionais como a temperatura, percentual de catalisador, agitação mecânicae e tempo de reação foram mantidos comforme descrito na literatura (EINLOFT et al., 2008).
O percentual da mistura alcoólica (metanol/etanol) foi sendo progressivamente aumentado (etanol em relação ao metanol) durante inúmeras reações. Ao final de cada experimento, o meio reacional era levado ao rota vapor para retirada do excesso de álcool que não formou ésteres. Este era então deixado em um funil de decantação onde foi observado a separação da glicerina e do biodiesel em duas fases. A fase superior centrifugada, e imediatamente era analisada quantitativamente o percentual de acidez que nos informou o total de conversão desde a primeira etapa seguido do término da etapa de transesterificação, nos informando o percentual de conversão do óleo em biodiesel (ISSARIYAKUL et al., 2007; MAGALHÃES, 2008).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Sabe-se da literatura que no processo de produção de biodiesel a etapa de separação da glicerina é de fundamental importância. Sabe-se também que por motivos de polaridade, entre outros, esta etapa é favorecida quando se utiliza alcoóis de cadeia curta como o metanol, para a produção de biodiesel e que o aumento da cadeia desfavorece o processo. Sendo o Brasil grande produtor de etanol e devido as propriedades deste álcool (fonte renovável, menor toxicidade, etc) a substituição do metanol pelo etanol é de interesse do estado. Este trabalho consiste na determinação da melhor proporção entre alcoóis que permita a separação da glicerina de forma eficiente no processo industrial. Os resultados até o presente momento são parciais e muito satisfatórios, entretanto se permanece otimizando o processo da mistura dos alcoóis. Mas o que tem-se observado é que o percentual da mistura encontra-se em 70% por 30% em volume de metanol e etanol, e a separação da glicerina continua sendo espontânea e rápida, o que não ocorre quando se utiliza somente etanol. Além disso, os percentuais de conversão do óleo em biodiesel permanecem elevados e já alcançaram 98,0% de conversão.
CONCLUSÕES: O OFAD com alto indice de AGL nos permitiu bons resultados. Embora termos avançado apenas dois terço da segunda etapa, esta mistura com diferentes percentuais dos alcoóis nos dão indicativos que podemos avançar com a etapa de transesterificação. Os percentuais do sistema de metanol e etanol estão demonstrando ter boas propriedades de solvente e equilíbrio das fases após o término da reação, resultando excelente separação da glicerina e o biodiesel, obtendo assim, uma mistura de metil/etil ésteres. Possibilitando o Brasil utilizar o etanol em maior escala na produção de biodiesel.
AGRADECIMENTOS: À PUCRS pela infra-estrutura disponibilizada, a empresa IRGOVEL pela matéria-prima e ao CNPq pelas bolsas concedidas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: EINLOFT, S., MAGALHÃES, T., DONATO, A., DULLIUS, J., LIGABUE, R., 2008. Biodiesel from Rice Bran Oil: Transesterification by Tin Compounds. Energy & Fuels. 22: 671-674.
ISSARIYAKUL, T., KULKARNI, M. G., DALAI, A. K., BAKHSHI, N. N., 2007. Production of biodiesel from waste fryer grease using mixed methanol/ethanol system. Fuel Processing Technology. 88: 429-436.
MAGALHÃES, T.O., 2008. Síntese e Caracterização de Biocombustíveis obtidos a partir do arroz e seus derivados. Dissertação de Mestrado PGETEMA/PUCRS.
WANG, Y., OU, S., LIU, P., ZHANG, Z., 2007. Preparation of biodiesel from waste cooking oil via two-step catalyzed process. Energy Conversion and Management. 48: 184-188.
