ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: ÓLEO COMPOSTO DE GIRASSOL E SOJA PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL: INFLUÊNCIA NA ESTABILIDADE OXIDATIVA.
AUTORES: DA CRUZ, G. F. (INMETRO) ; FONSECA, M. G. (INMETRO) ; DA SILVA, R. C. F. (INMETRO) ; SILVA, V. F. (INMETRO) ; CUNHA, V. S. (INMETRO)
RESUMO: Uma das principais preocupações do uso do biodiesel como combustível diz respeito à sua suscetibilidade à oxidação quando em contato com o ar atmosférico durante a estocagem e às temperaturas que o mesmo é submetido nas condições de operação do motor. Deve-se, portanto, ter um controle de qualidade desde a estocagem da semente e extração do óleo até a produção do biodiesel. o objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade oxidativa do óleo de soja, girassol, da mistura dos óleos e dos biodiesel produzidos, variando-se a quantidade de amostra, temperatura e fluxo de oxigênio. Os resultados mostraram que a quantidade de amostra e o fluxo de ar não têm qualquer influência perceptível na estabilidade dos óleos e biodiesel, desde que o seu efeito sobre a temperatura seja compensado.
PALAVRAS CHAVES: helianthus annus, estabilidade oxidativa, biodiesel
INTRODUÇÃO: O uso de combustíveis alternativos obtidos a partir de fontes vegetais renováveis tornou-se cada vez mais difundido nos últimos anos. Além de outros combustíveis alternativos como o etanol, o metanol ou o biogás (metano), ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel), obtidos a partir de sementes oleaginosas, são cada vez mais encontrados na sua forma pura ou misturados com diesel convencional no setor dos transportes (CONCEIÇÃO, 2007). O biodiesel é relativamente instável durante o armazenamento, uma vez que ele é lentamente oxidado pelo oxigênio atmosférico, elevadas temperaturas, umidade e/ou luz (MITTELBACH, 2001; MONYEM, 2001). A auto-oxidação ou oxidação térmica de ácidos graxos insaturados presentes no biodiesel representa um processo complexo que envolve reações entre radicais livres, oxigênio molecular e outras espécies (FERRARI, 2005). Os produtos da oxidação primária normalmente são peróxidos e os de oxidação secundária incluem ácidos orgânicos de baixa massa molecular, outros compostos orgânicos voláteis e substâncias de natureza polimérica (goma), que podem ocasionar aumento da viscosidade e acidez, e causar danos ao motor (FERRARI, 2005). A estabilidade à oxidação é, portanto um importante critério de qualidade para o biodiesel e baseia-se na metodologia de ensaio acelerado padronizado pela Norma Européia EN14112 (EN14112:2003). Baseado neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura, quantidade de amostra e fluxo de oxigênio em óleos e biodiesel de girassol e soja, bem como em sua mistura.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram avaliadas amostras de óleo e biodiesel de girassol e de soja, assim como o biodiesel da mistura dos óleos. O óleo de girassol foi obtido através da extração das sementes trituradas (cerca de 70 g) com 600 mL de hexano em Soxhlet por 9 h. O óleo de soja foi adquirido comercialmente. Para obtenção do biodiesel utilizou-se a proporção de 100:20:1 de óleo:metanol:KOH, sendo que para o biodiesel da mistura dos óleos usou-se 1:1 (v/v) de girassol:soja.
A estabilidade oxidativa foi medida em triplicata utilizando-se um equipamento Rancimat (modelo 873 Metrohm). Inicialmente fez-se a análise para o óleo de girassol variando-se quantidade de amostra (2,3 e 6 g), temperatura (90, 110 e 130 ºC) e fluxo de oxigênio (10, 15 e 20 L/h).
No método Rancimat, uma corrente de ar purificado passa através da amostra, que é mantido a uma temperatura especificada em um bloco de alumínio termostatizado. O ar efluente da amostra borbulha através de um vaso contendo água deionizada e a condutividade da água é constantemente monitorada e armazenada pelo software do equipamento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Durante o monitoramento da oxidação de óleos e biodiesel ocorre um abrupto incremento no ponto denominado período de indução (PI), acima do qual se constata um rápido aumento da taxa de oxidação, do índice de peróxido, da absorção de oxigênio e do aparecimento de produtos de oxidação secundária. Os ensaios foram realizados em triplicata fornecendo boa repetitividade dos resultados. Inicialmente fez-se a avaliação da estabilidade oxidativa para o óleo de girassol frente a diferentes parâmetros. A Tabela 1 mostra a influência dos parâmetros utilizados para avaliar a estabilidade do óleo de girassol e a Figura 1 apresenta uma comparação entre os óleos e os biodiesel para as amostras avaliadas. Pela Tabela 2, nota-se que o parâmetro temperatura é o que mais afeta a estabilidade do óleo de girassol. A diminuição da temperatura de 110 para 90 ºC resultou em um aumento de aproximadamente quatro vezes no tempo de indução (2,30 para 9,82 h), ou seja, houve maior estabilidade da amostra na menor temperatura. Isto significa que o controle rigoroso da temperatura é um requisito absoluto para o controle de qualidade de óleos e biodiesel. A quantidade de amostra e o fluxo de ar não apresentaram efeitos significativos na estabilidade da amostra, isto mostra que utilizando estes parâmetros os tempos de indução foram constantes dentro dos limites de reprodutibilidade. Os resultados observados pela Figura 1 mostram que os biodiesel de soja e girassol estão inferior ao limite mínimo de 6 h estabelecido pela norma EN 14112, sendo que o de girassol apresenta-se bem menos estável que o de soja. Com a mistura dos óleos para produção do biodiesel observou-se uma melhora no período de indução quando comparado ao biodiesel puro de girassol. Isso evidencia o melhoramento na qualidade de biodiesel
CONCLUSÕES: Foi visto que a quantidade de amostra e o fluxo de ar não têm qualquer influência perceptível na estabilidade de óleos e biodiesel, desde que o seu efeito sobre a temperatura seja compensado. O parâmetro de qualidade fundamental é, sem dúvida, a temperatura, uma vez que ela mostra um impacto significativo sobre o tempo de indução medido e, portanto, tem de ser ajustada e controlada com precisão durante a produção e/ou armazenamento das matérias-primas e dos biodiesel gerados.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FAPERJ pela concessão de auxílio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Conceicão, M. M.; Fernandes, V. J.; Araujo, A. S.; Farias, M. F.; Santos, I. M. G.; Souza, A. G. Thermal and Oxidative Degradation of Castor Oil Biodiesel. Energy & Fuels, v.21, n.3, p. 1522-1527, 2007.
Mittelbach, M.; Gangl, S. J. Am. Oil Chem. Soc. 2001, 78, 573.
Monyem, A.; Van Gerpen, J.; Canakci, M. Trans. ASAE 2001, 44,35.
Ferrari, R. A.; Oliveira, V. S. e Scabio, A.;Biodiesel de soja – Taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-quimica e consumo em gerador de energia, Quím. Nova, 28, 1, 19-23, 2005.
EN14112:2003, Fat and oil derivatives – Fatty Methyl Esters (FAME) – Determination of oxidation stabilty (accelerated oxidation test).
