ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: ESTUDO DA ESTERIFICAÇÃO ÁCIDA DA MANTEIGA DE CUPUAÇÚ (Theobroma grandiflorum) COM ELEVADA ACIDEZ

AUTORES: Conceição, L.R.V. (PPGQ\UFPA) ; Costa, A.C.G. (PPGQ\UFPA) ; Cavalcante, M.S. (PPGG\UFPA) ; Bastos, R.R.C. (IC\UFPA) ; Lima, E.T.L. (IC\UFPA) ; Rocha Filho, G.N. (FQ\UFPA) ; Zamian, J.R. (FQ\UFPA)

RESUMO: O presente estudo teve como objetivo avaliar o progresso da esterificação ácida manteiga de cupuaçú. As reações de esterificação foram realizadas via irradiação de micro-ondas e com tempo reacional máximo de 40 min. Observou-se que ocorre uma diminuição de 95 % do índice de acidez da manteiga de cupuaçú e cerca de 50% de tempo em comparação ao aquecimento convencional.

PALAVRAS CHAVES: Esterificação; Cupuaçú; Índice de Acidez

INTRODUÇÃO: As principais matérias-primas utilizadas para a produção de biodiesel são os óleos vegetais, as gorduras animais e os óleos e gorduras residuais provenientes de frituras. Os óleos vegetais e as gorduras são basicamente compostos de triglicerídeos, ésteres de glicerina e ácidos graxos, sendo que o termo monoglicerídeo ou diglicerídeo refere-se ao número de ácidos graxos na cadeia. Conforme a espécie de oleaginosa, variações na composição química do óleo vegetal são expressas por variações na relação molar entre os diferentes ácidos graxos presentes na estrutura COSTA NETO et al., 2000. Óleos com índices de acidez elevados apresentam menor valor comercial, especialmente para a produção de biodiesel. Isto porque a rota mais empregada no processo produtivo é a transesterificação alcalina e, neste caso, o uso de óleos ácidos apresenta grandes desvantagens, como o favorecimento da reação de saponificação. A fonte de triglicerídeos utilizada por este trabalho para a produção de biodiesel 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. No seu interior encontram-se as sementes recobertas completamente por uma massa mole, aderente, branca, muito aromática e pouco ácida, da mesma forma que se encontra no fruto do cacau. Esta semente é oleosa, de cor verde-clara, que quando seca torna-se pardo clara. O fruto do cupuaçu 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 PESCE, 2009. O objetivo deste trabalho é avaliar o progresso da esterificação ácida da manteiga de cupuaçu via rota metílica utilizando irradiação de micro-ondas.

MATERIAL E MÉTODOS: A manteiga de cupuaçu foi adquirida na empresa Extratos Vegetais Ativos LTDA, localizada na cidade de Santa Isabel do Pará – PA. Para esterificação dos ácidos graxos livres foi utilizada um forno de micro-ondas com agitação, um balão de fundo redondo de 250 mL e condensador e potência de 250 W. A esterificação foi realizada utilizando-se 50 g de manteiga de cupuaçu, metanol na razão molar 6:1 e ácido sulfúrico 1% (m/m). Primeiramente, a manteiga foi aquecida sob agitação, a uma temperatura de aproximadamente 70ºC, para diminuição da viscosidade. O catalisador foi misturado ao álcool, então, esta mistura foi adicionada lentamente e sob intensa agitação ao óleo. A mistura reacional foi mantida sob refluxo nos tempos de 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 e 40 min. Após a reação, a mistura foi colocada em um funil de decantação de 500 mL, 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 5 vezes com água destilada aquecida a 70ºC, para remoção das impurezas. Após a completa lavagem, procedeu-se a secagem com 5% (m/m) de sulfato de sódio anidro (Na2SO4). Finalmente, o índice de acidez do produto foi determinado de acordo com o método AOCS Cd 3a-63.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A manteiga de cupuaçu apresentou elevado índice de acidez, 17,6 mg KOH/g, como pode ser observado na Tabela 1, provavelmente, devido as condições de coleta, extração, secagem e armazenamento da matéria-prima. A Figura 1 mostra as relações dos índices de acidez e rendimentos da esterificação em função do tempo reacional. De acordo com dados na literatura, valores de acidez máxima recomendada para que um óleo seja submetido à reação de transesterificação alcalina é de 2,0 mg KOH/g MEHER et al., 2006. Assim, verifica-se que nas condições empregadas para a esterificação, valores de acidez abaixo de 2,0 mg KOH/g é alcançado quando se utiliza o tempo reacional de 30, 35 e 40 min. Lin et al., 2009, em seu trabalho realizou a esterificação ácida para reduzir a acidez do óleo de farelo de arroz de 40 para 4,8 mg KOH/g, utilizando 1% de H-2SO4, razão molar metanol/óleo 6:1 e 1 h de reação, porém em aquecimento convencional. A redução na acidez do óleo de farelo de arroz é de 88,0%, enquanto que percentual equivalente a esta redução é alcança para a manteiga de cupuaçú com o tempo de 30 min. Portanto, o tempo reacional é menor quando se utiliza a irradiação de micro-ondas em comparação com o aquecimento convencional, uma economia de aproximadamente de 50%. Após a esterificação utilizando o tempo de 40 min, a manteiga de cupuaçu apresentou acidez de 1,04 mg KOH/g, ou seja, uma redução no índice de acidez de aproximadamente 95%. Vale ressaltar que estudos variando a concentração do catalisador, tipo de catalisador, tipo de álcool e potência continuam em andamento, e brevemente estarão sendo divulgados em outra comunicação científica.

Tabela 1. Caracterização físico-química da manteiga de cupuaçu



Figura 1. A) Índice de Acidez Vs Tempo e B) Rendimento Vs Tempo



CONCLUSÕES: A esterificação ácida é uma ferramenta eficiente na redução da acidez da manteiga de cupuaçú, a qual após esterificada pode ser utilizada em sínteses para obtenção de biodiesel utilizando catalises básicas. A utilização da irradiação de micro-ondas na reação de esterificação diminui o tempo reacional sem comprometer o grau de diminuição da acidez, ou seja, o rendimento da reação de esterificação.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: COSTA NETO, P. R., ROSSI, L. F. S., ZAGONEL, G. F., RAMOS, L. P. 2000. Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel através da transesterificação de óleo de soja usado em frituras. 23, 531.

LIN,L., YING,D., CHAITEP, S.,VITTAYAPADUNG,S. 2009. Biodiesel production from crude rice bran oil and properties as fuel. Applied Energy. 86, 681-688.

MEHER, L.C., VIDYA SAGAR D, NAIK SN. 2006. Technical aspects of biodiesel production by transesterification- review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2006. 10, 248-268.

PESCE, C. 2009. Oleaginosas da Amazônia, second ed. Revisada e atualizada, Museu Paraense Emílio Goeldi, Núcleo de Estudos Agrários e Desenvolvimento Rural, Pará.