ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE BIODIESEL DE CUPUAÇU: SÍNTESE EM DUAS ETAPAS
AUTORES: CONCEIÇÃO, L. R. V (PPGQ/UFPA) ; PANTOJA, S. S (PPGQ/UFPA) ; CAVALCANTE, M. S (IC/UFPA) ; BASTOS, R. R. C (IC/UFPA) ; ROCHA FILHO, G. N (FQ/UFPA) ; ZAMIAN, J. R (FQ/UFPA)
RESUMO: RESUMO: A necessidade de fontes alternativas de triglicerídeos para a produção de biodiesel ressalta a investigação de novas matérias-primas. Neste contexto, a utilização da manteiga de cupuaçu se torna relevante e fonte de estudo para este trabalho. O biodiesel de cupuaçu apresentou ótima qualidade e conversão. Parte deste fato é devido à rota sintética determinada para a produção.
PALAVRAS CHAVES: palavras chaves: biodiesel, manteiga de cupuaçu, esterificação+transesterificação.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Os combustíveis provenientes de fontes renováveis, como a biomassa, constituem uma das alternativas mais promissoras, principalmente nos países com grandes extensões territoriais e com clima propício para a atividade agrícola, como é o caso do Brasil.
Nos últimos anos, ésteres metílicos e etílicos de ácidos graxos têm assumido grande importância nas pesquisas sobre a utilização de óleos vegetais e gorduras animais como combustíveis. Dentre estes, destaca-se o biodiesel, definido como um combustível biodegradável para uso em motores diesel que pode ser produzido por transesterificação ou esterificação.
Os óleos vegetais e as gorduras são basicamente compostos de triglicerídeos, ésteres de glicerina e ácidos graxos. A fonte de triglicerídeos utilizada neste trabalho é a gordura presente nas sementes do cupuaçu. O fruto do cupuaçu apresenta forma elipsoidal com cerca de 20 cm de comprimento e 13 cm de diâmetro, possui peso médio de 1,5 kg e é composto de 25% de casca e 75% de amêndoas. A amêndoa possui cerca de 60% de óleo [1].Vale ressaltar que a manteiga de cupuaçu utilizada neste trabalho possui baixa qualidade devido ao processo de extração e/ou acondicionamento da mesma, o que justifica o emprego da rota sintetica. Matérias primas de baixa qualidade já é uma realidade como fonte de triglicerideos, e buscar uma alternativa de sintese para essas matérias primas também é um dos objetivos deste trabalho.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: A manteiga de cupuaçu foi adquirida na empresa Extratos Vegetais Ativos LTDA. Para esterificação dos ácidos graxos livres foi utilizada uma manta aquecedora com agitação, um balão de fundo redondo de 2000 mL e condensador. A esterificação foi realizada utilizando-se 500 g de manteiga de cupuaçu, metanol na razão molar 6:1, ácido sulfúrico 1% (m/m), tempo reacional de 1 h, a reação foi processada em refluxo e agitação intensa.
Após a reação, a mistura foi colocada um funil de decantação de 2000mL, onde foi possível observar-se a separação de fases. A fase superior, contendo metanol e pequena quantidade de água, foi removida. A fase inferior foi lavada 3 vezes com água destilada aquecida a 70ºC, para remoção das impurezas. Após a completa lavagem, procedeu-se a secagem com 3% (m/m) de Na2SO4 anidro. Finalmente, o índice de acidez do produto foi determinado de acordo com o método AOCS Cd 3a-63.
A reação de transesterificação foi realizada utilizando-se o produto da esterificação da manteiga de cupuaçu, metanol na razão molar 6:1, KOH 1% (m/m), tempo reacional de 2 h sob refluxo e agitação intensa.
Após a reação, a mistura foi colocada um funil de decantação onde foi possível observar-se a separação de fases, a fase glicerol inferior foi descartada. A fase éster superior foi lavada com 200 mL de água destilada a 70ºC, por dez vezes, para remoção das impurezas. Após a completa lavagem, procedeu-se a secagem com 3% (m/m) de Na2SO4 anidro.
Após secagem, determinou-se o rendimento em % (m/m), através da razão entre a massa final de ésteres purificados obtida e a massa inicial de óleo utilizada para reação, então realizou-se a caracterização dos ésteres.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: A manteiga de cupuaçu apresentou elevado índice de acidez, 18,7 mg KOH/g, como pode ser observado na Tabela 1, provavelmente, devido as condições de coleta, extração, secagem e armazenamento da matéria-prima.
Acidez elevada impossibilita a realização da reação de transesterificação com catálise básica, por isso optou-se pela rota de síntese que consiste em duas etapas. A 1º etapa, uma esterificação, para promover a conversão dos ácidos graxos livres em ésteres e a 2º etapa uma transesterificação.
A manteiga de cupuaçu após esterificação apresentou acidez de 0,5 mg KOH/g, uma redução no índice de acidez de aproximadamente 97,3%, concluindo-se que a esterificação foi eficiente.
O rendimento da síntese do B100 de cupuaçu determinado em relação a massa de óleo esterificado foi de 83 %, considerado satisfatório. A pureza do biodiesel apresentou um valor muito elevado, 99,5%.
A Tabela 2 apresenta os valores das propriedades do B100 de cupuaçu.
O índice de acidez é importante, pois quando elevado prejudica partes metálicas do motor, causando corrosão das mesmas [2]. O B100 de cupuaçu apresentou valor abaixo do limite estipulado pela ANP, indicando que provavelmente não ocasionará tais problemas.
O B100 de cupuaçu apresentou ponto de fulgor de 176ºC, uma vantagem do biodiesel comparado ao diesel. Elevados pontos de fulgor garantem segurança durante o transporte e o manuseio destes biocombustíveis [3].
A glicerina livre e total encontra-se dentro do limite estipulado, mostrando que o processo de purificação dos biodieseis foi eficiente. A presença de glicerina provocaria o aumento na massa específica e na viscosidade do biodiesel [4]. O B100 de cupuaçu provavelmente não apresentará o inconveniente de formação de depósitos e entupimento de filtr
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: A rota sintética empregada foi eficiente, tendo em vista o elevado grau de pureza do biodiesel de cupuaçu, mostrando assim que houve uma excelente conversão em ésteres metílicos. Todas as propriedades realizadas a fim de caracterizar o produto estão dentro dos limites estipulados pela ANP, isto demonstra que a gordura de cupuaçu pode ser utilizada para a produção de biodiesel e que este pode possuir uma ótima qualidade, como revela este trabalho.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a colaboração e apoio financeiro da CAPES, ELETROBRÁS e Laboratório de Pesquisa e Análise de Combustíveis-LAPAC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERENCIAS: [1] Pesce, C., 2009. Oleaginosas da Amazônia, second ed. Revisada e atualizada, Museu Paraense Emílio Goeldi, Núcleo de Estudos Agrários e Desenvolvimento Rural, Pará.
[2] Karavalakis, G., Stournas, S., Karonis, D., 2010. Evaluation of the oxidation stability of diesel/biodiesel blends. Fuel. 89, 2483–2489.
[3] Sinha, S., Agarwal, A.K., Garg, S., 2008. Biodiesel development from Rice bran oil: Transesterification process optimization and fuel characterization. Energy Conversion e Management. 49, 1248-1257.
[4] Meher, L.C., Vidya Sagar D, Naik SN., 2006. Technical aspects of biodiesel production by transesterificationda review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2006, 10, 248-268.
