ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: ESTUDO DOS FATORES DE INFLUÊNCIA NO RENDIMENTO DA REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO ETÍLICA DE GIRASSOL
AUTORES: CHIALASTRI, R.A. (UFU) ; CASTRO, C.E.B (UFU) ; LEMES, V.C. (UFU) ; PORTELA, F.M. (UFU) ; TERRONES, M.G.H. (UFU)
RESUMO: O biodiesel é um éster alquílico de ácido graxo de cadeia longa, obtido através da
reação de transesterficação de matérias-primas renováveis como óleos ou gorduras,
animal ou vegetal. Esse processo de transesterficação é a reação da matéria-prima
renovável com um álcool na presença de um catalisador promovendo a quebra das moléculas
de triacilglicerídeos presentes na matéria-prima, gerando uma mistura entre ésteres
alquílicos dos correspondentes ácidos graxos(denomidado Biodiesel), liberando assim
glicerina como subproduto. Esse trabalho tem por objetivo estudar os pontos críticos
que afetam o rendimento da reação de transesterificação para produção de biodiesel pela
rota etílica do óleo de girassol refinado.
PALAVRAS CHAVES: girassol; transesterificação; renovável
INTRODUÇÃO: As fontes renováveis de energia estão cada dia mais assumindo grande importância no
mundo contemporâneo. Sendo assim, o biodiesel assume destaque devido a sua baixa
toxicidade e por ser biodegradável e renovável, produzido a partir de resíduos de
óleos vegetais, gorduras animais e plantas oleaginosas através da reação de
transesterificação. Estas matérias-primas incluem a maioria dos óleos vegetias(p.ex,
os óleos de soja,caroço de algodão,palma,amendoim,colza/canola,girassol,açafrão,coco)
e gorduras de origem animal(usualmente sebo), bem como óleos de descarte (p.ex,óleos
usados em frituras). A escolha da matéria-prima para a produção de biodiesel depende
largamente de fatores geográficos. Dependendo da origem e da qualidade da matéria-
prima, mudanças no processo de produção podem ser necessárias (KNOTHE.2006). Devido a
esses fatores geográficos que o biodiesel produzido a partir de Girassol vem ganhando
espaço, pois se trata de um óleo vegetal que apresenta características agronômicas
que favorecem seu cultivo ao longo do país, como maior resistência à seca e ao frio
em relação a outras oleaginosas, ampla adaptabilidade às diferentes condições de solo
e clima e seu rendimento pouco é influenciado pela latitude, longitude e período de
luz. O objetivo foi estudar quais as variáveis afetam a produção de biodiesel pela
rota etílica utilizando óleo de girassol. Estas variáveis foram: tempo (min),
velocidade de agitação (rpm), razão molar, porcentagem e tipo de catalisador; tendo
como resposta analisada o rendimento da reação. O estudo dessas variáveis proporciona
um conhecimento para redução de custos, tempo e especificação de equipamentos.
MATERIAL E MÉTODOS: Foi utilizado óleo de girassol refinado previamente caracterizado, adquirido no
mercado local, como matéria prima. Sendo o objetivo de o trabalho avaliar os diversos
parâmetros do processo foram utilizadas as seguintes valores de variáveis: tempo, 30
e 60 minutos; agitação, 100 e 200 rpm; razão molar etanol:óleo, 9:1 e 12:1; tipo de
catalisador, hidróxido de sódio e de potássio; porcentagem de catalisador, 0,5% e
1,5% e temperatura, 35 e 55°C. O catalisador foi adicionado ao etanol e a mistura foi
agitada até a completa dissociação, antes de ser adicionado ao óleo de girassol no
meio reacional. Após a reação de transesterificação alcalina o sistema resultou em
duas fases sendo a parte superior formada pelo biodiesel impuro e na parte inferior
glicerina. O biodiesel foi removido da mistura e seu volume calculado, em seguida foi
lavado 5 vezes com água a 80°C e um terço do volume do biodiesel. para remover
impurezas presentes. Para determinação das condições experimentais (tabela 1) que
possibilitem o aumento do rendimento na síntese de ésteres resultantes da reação de
transesterificação, foi realizado um planejamento experimental fatorial fracionário,
em duplicata. A opção utilizada no experimento foi 26-2.
Tabela 1. Valores usados em cada nível de variáveis analisadas na transesterificação
do óleo de canola para o planejamento experimental.
Variáveis Níveis
-1 +1
Tempo (minutos) 30 60
Rotação (rpm) 100 200
Razão molar 9:1 12:1
Porcentagem de Catalisador 0,5% 1,5%
Tipo de Catalisador NaOH KOH
Temperatura (ºC) 35 55
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Nota-se na Figura 1. que a interação da velocidade de agitação com a temperatura e a
concentração de catalisador afetaram o rendimento da transesterificação do óleo de
girassol em um nível de significância maior que 95%. A interação entre os parâmetros
2 e 6 é favorável e de maior importância quando a temperatura vai de um nível baixo
(35°C) para o nível alto (55°C) e a velocidade de agitação segue o caminho inverso,
ou seja, do nível alto (200 rpm) para o nível baixo (100 rpm). Quando a concentração
do catalisador passa de 0,5% para 1,5% ocorre uma redução no rendimento da
transesterificação.
Figura1. Gráfico de Paretos resultantes do tratamento experimental no processo de
transesterificação do óleo de Girassol.
As outras variáveis não apresentaram importância para o processo de
transesterificação, tais como tempo (min), razão molar, tipo de catalisador assim
como temperatura (°C) e velocidade de agitação (rpm) quando analisadas
independentemente. Quando analisadas juntas os parâmetros tempo/razão molar,
tempo/velocidade de agitação, tempo/temperatura, tempo/concentração de catalisador,
tempo /tipo de catalisador e velocidade de agitação/concentração de catalisador não
apresentaram rendimento estatisticamente significante.
Figura 2. Gráfico de resíduos resultantes do tratamento experimental no processo de
transesterificação do óleo de girassol.
A figura 2. mostra o gráfico de resíduos em que nota-se uma boa aproximação dos dados
a uma distribuição Gaussiana.
CONCLUSÕES: Através deste trabalho, foi possível definir quais variáveis influenciam de forma
significativa a reação de transesterificação para o óleo refinado de Girassol. Conclui-
se então que a variável que afeta a reação é a concentração de catalisador e a
interação entre a velocidade de agitação e a temperatura. Os outros fatores não
influenciaram de forma significativa.
AGRADECIMENTOS: FAPEMIG, IQUFU , Metrohm-pensalab
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1 X. CHEN, W. DU, D. LIU. BIOCHEM. Eng. J. 2008, 40, 423.
2 Patil, P. D.; Deng, S. Fuel, 2009, 88, 1302.
3 Silva, G. F.; Camargo, F. L.; Ferreira, A. L. O. F. Process. Technol. 2011, 92, 407.
4 Charoenchaitrakool, M., Thienmethangkoon. J. F. Process. Technol., 2011, 92, 112.
