52º CBQ - UTILIZAÇÃO DE SÍLICAS COMERCIAIS COMO ADSORVENTE EM BIODIESEL DE SOJA

ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: UTILIZAÇÃO DE SÍLICAS COMERCIAIS COMO ADSORVENTE EM BIODIESEL DE SOJA

AUTORES: Ferreira Ramos, T. (UFPI) ; Matos de Oliveira, F. (UFPI) ; Nunes Santos, C.E. (UFPI) ; Brandão da Silva, R. (UFPI) ; Cardoso Figueiredo, F. (CAT - UFPI) ; Ribeiro dos Santos Junior, J. (UFPI)

RESUMO: O biodiesel surgiu como uma fonte alternativa de combustível para motores diesel, em função da crise energética. Entre os combustíveis naturais o biodiesel destaca-se pela sua versatilidade em substituir o diesel, sem que fosse preciso modificar os motores existentes. Por outro lado um problema aparentemente simples está associado ao uso de biodiesel, a presença de água. O Biodiesel apresenta um teor elevado de água principalmente devido ao seu processo de obtenção em que produto final deve ser lavado. Este trabalho tem como objetivo diminuir o teor de água no biodiesel de soja, utilizando sílicas comerciais como adsorventes.

PALAVRAS CHAVES: BIODIESEL; SILICA; ADSORVENTE

INTRODUÇÃO: O biodiesel é produzido de matéria-prima graxa de origem vegetal ou animal. O processo comercialmente mais interessante é justamente aquele que converte triglicerídeos em misturas de ésteres etílicos ou metílicos. Uma das principais desvantagens do biodiesel de soja, em relação ao diesel, é sua estabilidade oxidativa, visto que este se degrada em menor tempo. Existem inúmeros fatores que podem afetar a estabilidade do biodiesel, dentre eles estão à temperatura, a presença de metais atuando como catalisadores, a interação com compostos sulfurosos e dienos, as partículas sólidas, os produtos de degradação do biodiesel, a presença de microorganismos, a exposição ao ar e a luz, a presença ou ausência de antioxidantes, e a presença de água. A exposição ao ar, a temperatura e o teor de água são determinantes no processo de oxidação do biodiesel, principalmente nos mecanismos de oxidação, como a auto-oxidação e a foto-oxidação e as reações hidrolíticas bem como proliferação de microorganismo. A avaliação da retenção de água no biodiesel baseia-se na norma ASTM D6304:2008 e utiliza-se o Titulador Coulométrico - Karl Fischer. A lavagem do biodiesel com água é o método de purificação tradicionalmente utilizado para remover as impurezas solúveis, tais como sabão, resíduos de catalisador e metais, excesso de álcool, ácidos graxos livres e glicerina. As grandes desvantagens da via úmida são o aumento de custo, que corresponde a 60-80% do custo total de processamento, o incremento do tempo de produção, pois é preciso lavar, separar a mistura e então secar a fase éster, para finalmente se ter o biodiesel purificado. (ATADASHI et al 2011). A quantidade de águas residuais pode chegar a pelo menos 3 g de água por grama de biodiesel (YORI et al 2007). O objetivo desse trabalho foi utilizar sílicas comerciais como adsorventes de água para diminuir o teor água em biodiesel de soja.

MATERIAL E MÉTODOS: Béquer de 50 mL e 1000 mL, Erlenmeyer 25 mL e 250 mL, Funil simples de haste longa, Papel de filtro, Suporte universal, Pipeta graduada de 5 mL, Espátula, Anel ou argola, Copo descartável, Funil de separação ou decantação, Agitador magnético com aquecimento, Barra magnética lisa sem anel (peixinho) e Frasco deposito, aparelho Karl Fischer. REAGENTES: Óleo de soja, Metanol (Impex), NaOH (Vetec), Sulfato de sódio (Vetec), Trisyl 3000 BF (GRACE), Sílicas FW80 e FW14 (Ep Minerals). MÉTODO: Preparo do Biodiesel Para a síntese de biodiesel utilizou-se óleo de soja comercial. Na reação de obtenção do biodiesel foram utilizados 500 de óleo e 100 gramas de metanol e 3,5g de hidróxido de sódio como catalisador. A mistura foi colocada em um béquer de 1000 mL e mantida sob agitação magnética por 50 minutos à temperatura ambiente. Em seguida a mistura foi transferida para um funil de separação, onde foi decantada a fase inferior (1) composta por glicerina, excesso de álcool e catalisador, e a fase superior (2) composta pelos ésteres (biodiesel). A fase 2 foi lavada várias vezes com porções de 200 mL de água cada. Depois de lavado e seco. Preparo das Sílicas Utilizou-se 2 tipos de sílicas da Ep Minerals e a sílica Trisyl 3000 BF (Grace Davyson) e colocou-se numa placa de petri, em seguida levou-se para a estufa numa temperatura de 150°C por 24 horas. Preparo das Amostras Pesou-se 50g de diesel B500 em um erlenmeyer e adicionou-se 5g de argila, Em seguida, a mistura foi colocada num agitador magnético e aquecida à uma temperatura de 60 °C. Após 30 minutos de aquecimento com agitação, filtrou-se a mistura. Armazenou-se o filtrado em pequenos frascos devidamente vedados. Posteriormente, levou-se para analisar o teor de umidade no aparelho Karl Fischer.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados apresentados na figura abaixo mostram a eficiência das sílicas na adsorção de água presente no biodiesel. Estas eficiências podem ser aumentadas pela adição de maios quantidade de sílica, e/ou com o aumento da temperatura de secagem das sílicas, e/ou com o aumento do tempo de contato entre os materiais. A redução de água do biodiesel, não levou o teor de água no produto a valores dentro da faixa de especificação da RN 007/2008.

CONCLUSÕES: As sílicas utilizadas apresentaram uma redução significativa na quantidade de água presente no biodiesel. No entanto devido a elevada quantidade de água presente no biodiesel não foi possível que o produto apresentasse valor de acordo com a norma. Por outro lado, fazendo-se uma secagem a vácuo no biodiesel, o tempo de secagem pode ser reduzido e o processo de adsorção com sílica pode ser uma alternativa segura e de menor preço que o processo industrial a vácuo sugerindo que a combinação dos dois pode ser uma alternativa econômica e segura para a secagem do biodiesel.

AGRADECIMENTOS: UFPI, GRUPO BIOELETROQUÍMICA, USINA DE BIODIESEL DA UFPI, EP MINERALS, GRACE DO BRASIL Ltad

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATADASHI, I.M., AROUA, M.K., AZIZ, A.R.A., SULAIMAN, N.M.N. Refining technologies for the purification of crude biodiesel. Applied Energy, 2011.
BERRIOS, M., SKELTON, R.L. Comparison of purification methods for biodiesel. Chemical Engineering Journal, Vol. 144, p.459–465, 2008.
OLIVEIRA, J.C.M.; SILVA, E.J.; 2010 Estimativa de incerteza de medição na determinação do teor de água em biodiesel por Karl Fischer – Método Coulométrico, 50º Congresso Brasileiro de Química.

YORI, J. C., D’IPPOLITO, S. A., PIECK, C. L., VERA, C. R. Deglycerolization of Biodiesel Streams by Adsorption Over Silica Beds. Energy & Fuels, Vol. 21, p. 347-353, 2007.