ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: Estudo do Efeito de Diferentes Variáveis no Processo de Purificação do Biodiesel de Mamona

AUTORES: Lima, A.K.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Henrique, D.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Silva, V.G.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Costa, M.T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Oliveira, J.H.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Farias, R.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Vieira, W.T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Amado, A.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Machado, A.B. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Carvalho, S.H.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS)

RESUMO: Atualmente, existe um grande interesse por fontes de energias alternativas, principalmente por aquelas que contribuam pela diminuição de gases poluentes. Para isso, o uso de biocombustíveis, dentre eles o biodiesel produzido pela esterificação de óleo vegetal com metanol ou etanol, é visto hoje como uma alternativa viável. O presente trabalho, busca simular o comportamento do biodiesel de mamona em um sistema real de biodiesel + água e a influência das variáveis: temperatura (45°C e 60°C), PH (4 e 7) e concentração da água de lavagem na separação das fases (15% e 20%). Foi observado que uma alta temperatura, aliada à uma maior concentração mássica, favorece a separação de fases.

PALAVRAS CHAVES: BIODIESEL; MAMONA; PURIFICAÇÃO

INTRODUÇÃO: Atualmente, existe um grande interesse por fontes de energias alternativas, principalmente por aquelas que contribuam para a diminuição das emissões de gases poluentes como o CO2, o enxofre, dentre outros, características das fontes de energias fosséis (FERRARI, 2005). Para isso, o uso de biocombustíveis, dentre eles o biodiesel produzido pela esterificação de óleo vegetal com metanol ou etanol, é estudado como uma opção em potencial. O Brasil é o país de maior biodiversidade, o que explica sua riqueza em oleaginosas (amendoim, girassol, mamona, babaçu, algodão, dendê, soja). Dentre estas oleaginosas, destaca-se a mamona, devido as seguintes características: socioeconômica. proporcionando um incentivo à agricultura familiar, por tratar- se de uma cultura bem adaptada à regiões tropicais e semiáridas (sendo a Bahia o maior produtor), sendo uma produção de baixo custo, sua semente produz aproximadamente 47% de óleo. O biodiesel é produzido através do processo químico chamado transesterificação, na qual a glicerina e separada da gordura ou do óleo vegetal. O processo gera dois produtos: ésteres (nome químico do biodiesel) e glicerina produto valorizado no mercado de sabões (PARENTE, 2003). O escopo deste trabalho é avaliar a dependência do processo de purificação do biodiesel em relação às variáveis temperatura (45°C e 60°C) , PH (4 e 7) e concentração da água de lavagem (15% e 20%), simulando o comportamento da separação de fases através de estudos experimentais do processo, durante o tempo total do mesmo.

MATERIAL E MÉTODOS: Para a produção do biodiesel de mamona utilizado neste trabalho, foi utilizada uma unidade piloto composta por reator encamisado, agitador mecânico e banho termostatizado TECNAL (Modelo TE – 184). O biodiesel foi produzido por transesterificação, sendo os reagentes utilizados: álcool etílico absoluto P.A., hidróxido de sódio P.A. e óleo de mamona bruto. Após o término da reação a fase rica em biodiesel, foi separada da fase rica em glicerina, sendo a primeira o alvo deste estudo. Para o estudo do efeito das variáveis, foi utilizado um funil de separação e uma mistura binária de água/biodiesel de mamona. Determinando-se então para cada ensaio, o tempo total gasto para a separação de fases desta mistura binária. O intuito desse trabalho é simular um sistema real de biodiesel + água. Para os ensaios, inicialmente foram pesados 50g de biodiesel de mamona em um béquer, em seguida, pesou-se em outro béquer, a massa de água de acordo com as porcentagens mássicas em estudo: 15% e 20%. Estes foram aquecidos através da chapa de aquecimento e um banho-maria, de acordo com as temperaturas estudadas: 45ºC e 60ºC. Após atingir a temperatura, a água e biodiesel foram misturados e agitados por 2min. Em seguida transferiu-se esta mistura para o funil de separação e contabilizado o tempo de separação. Para o estudo da influência do pH, foi utilizada solução ácida (pH= 4,0) e neutra (pH = 7,0), preparada à partir de ácido sulfúrico e a neutra foi a água destilada. Definindo-se as condições de estudo, foram realizados ensaios variando o pH, concentração da água de lavagem e a temperatura da mistura binária. Dessa forma, foi verificado o tempo total de separação na purificação do biodiesel de mamona.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados obtidos nos ensaios onde foram variados temperatura de 45°C e 60°C, pH de 4 e 7 e concentração de água de lavagem de 15% e 20%, estão expressos na Figura 1. O alvo de estudo foi a fase rica em biodiesel sem purificação, onde previamente ocorreu a evaporação do álcool. Com isso, obteve- se o tempo total de separação gasto na purificação do biodiesel de mamona. Nota-se à partir da figura 1, que na maior parte dos casos, o pH neutro obteve menores tempos de separação em relação ao pH ácido. Com exceção da análise à 45°C e concentração mássica de 15%. Percebe-se também, que os ensaios realizados à temperatura de 60°C e 20% de água de lavagem, no pHs em estudo, foram as que apresentaram o menor tempo de separação, sendo os tempos mais baixos, pertencentes à maior temperatura. Ou seja, uma alta temperatura, aliada à uma maior concentração mássica favorece a separação. Da figura 1, percebe-se que o aumento da temperatura na maior parte dos casos, influi positivamente na velocidade de separação de fases, fato decorrente deste aumento elevar a atividade cinética das moléculas do sistema. Assim como, o aumento da concentração da água de lavagem também favorece a separação. Em nenhum dos casos ocorreu saponificação do sistema. Porém, em todos, nas primeiras lavagens não ocorreu total separação da água adicionada, conforme as lavagens prosseguiam é que ocorria total separação, fazendo com que o biodiesel ficasse bem límpido.

Figura 1 - Tempo total gasto na separação de fases

Dispõe, num gráfico de barras, os valores do tempo de separação para os pares "temperatura - concentração da água de lavagem" para os valores de pH.

CONCLUSÕES: Verificou-se que o aumento da concentração da água de lavagem influi positivamente no sistema. E que, uma alta temperatura, aliada à uma maior concentração mássica, favorecem a separação de fases. Foi observado também, que nas primeiras lavagens não ocorreu total separação da água adicionada ao sistema, o que só veio a ocorrer no decorrer das lavagens.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: FERRARI, R.A.; OLIVERIA, V.S.; SCABIO, O. A.. 2005. Biodiesel de soja – Taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-química e consumo em gerador de energia. Química Nova, p.19-23.
PARENTE, E.J.S. 2003. Biodiesel: uma aventura tecnológica num país engraçado. Fortaleza: Unigráfica.