METODOLOGIA DE PRODUÇÃO EM DOIS ESTÁGIOS E CARACTERIZAÇÃO DO BIODIESEL DE ÓLEO DE PINHÃO-MANSO (Jatropha curcas L.)

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Verde

Autores

Ruiz Frazão do Nascimento, M. (INT, UFRJ) ; Dourado Silveira, S. (INT, UFRJ) ; de Oliveira Soares, R. (INT) ; Cavalcante Fai, E. (UERJ) ; Reyes Cruz, Y. (UFRJ) ; Santiago Soares, F. (INT) ; da Silva Figueiredo, E. (INT) ; Homem de Siqueira Cavalcanti, E. (INT) ; Alexandre Gomes Aranda, D. (UFRJ)

Resumo

A preocupação com o meio ambiente, motivou diversas pesquisas com o intuito de se obter fontes renováveis. Entre elas o biodiesel é um dos biocombustíveis que vem recebendo destaque mundial. A utilização de óleos vegetais para obtenção de biodiesel tem sido testada e apresenta resultados promissores. O uso do pinhão-manso para produção de biodiesel apresenta-se com uma alternativa promissora por não competir com a indústria alimentícia. Este trabalho teve como objetivo a produção de biodiesel de óleo de pinhão- manso utilizando a metodologia de esterificação seguida da transesterificação alcalina. A partir dos resultados obtidos por meio da caracterização do biodiesel de pinhão-manso, observou-se que este demostrou ser uma oleaginosa promissora para a produção de biodiesel.

Palavras chaves

Biodiesel; esterificação; transesterificação

Introdução

A preocupação com a diminuição das reservas de petróleo e a elevação dos custos para sua obtenção, aliada à atual consciência ambiental, assinala pela procura de fontes renováveis, de forma a prover o constante aumento de demanda energética de maneira sustentável (NIGAM e SINGH, 2011; BASHIRNEZHAD, 2012). Neste contexto, o biodiesel vem sendo bastante estudado e se tornou uma excelente opção, sendo definido como um combustível alternativo, constituído por ésteres alquílicos de ácidos carboxílicos de cadeia longa, proveniente de fonte renováveis, como óleos vegetais, gorduras animal e/ou residual, cuja utilização está associada à substituição de combustíveis fósseis em motores de ignição por compressão (SANTOS, 2010; BALAT, 2009). O pinhão-manso (Jatropha curcas L.), oleaginosa não utilizada com finalidade alimentícia, é considerada uma potencial matéria-prima para a produção de biodiesel no Brasil, pois esta espécie apresenta propriedades desejáveis, por exemplo: rendimento de grãos e óleo de boa qualidade para produção de biodiesel, adaptabilidade a diferentes condições climáticas, potencial de inserção na cadeia produtiva da agricultura familiar, entre outras (ARRUDA et. al., 2004; SATURNINO et al., 2005). Assim, este trabalho teve como objetivo produzir o biodiesel por rota convencional de esterificação seguida de transesterificação, utilizando o óleo de pinhão- manso (Jatropha Curcas, L.). O biodiesel obtido foi caracterizado, sendo verificada a sua adequação as especificações da ANP.

Material e métodos

Foram realizadas determinações do perfil ácido através da análise cromatográfica gasosa com detector de ionização por chama e do índice de acidez do óleo de pinhão manso. Para a reação de esterificação do óleo de pinhão-manso utilizou-se álcool metílico P.A e como catalisador ácido sulfúrico P.A. O tempo de reação estabelecido foi de 90 min, concentração de H2SO4 de 1,45%, temperatura do sistema reacional de 70°C, e uma razão molar óleo: metanol (1:3,4) (TIWARI et al 2007). Após o término da reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação, para realização das lavagens. O óleo foi então submetido ao processo de lavagem com água destilada aquecida a 60°C. Em seguida, os traços de umidade e de álcool foram eliminados por secagem a 105°C. Para a reação de transesterificação do óleo de pinhão-manso em biodiesel, utilizou-se álcool metílico P.A. e como catalisador hidróxido de sódio P.A., primeiramente dissolvido no álcool e depois de sua completa dissolução foi adicionada ao óleo. O tempo de reação estabelecido foi de 60 min, concentração de KOH de 2%, temperatura do sistema reacional de 42°C, e uma razão molar óleo: metanol (1:6) (RAMOS, et al, 2011). Após o término da reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação, com o intuito de separar as fases. O biodiesel foi então submetido ao processo de lavagem com água destilada aquecida a 60°C. Em seguida, os traços de umidade e de álcool foram eliminados por secagem a 105°C. O biodiesel produzido foi caracterizado seguindo as normas estabelecidas na Resolução ANP Nº 14, de 11 de maio de 2012-DOU 18.5.2012.

Resultado e discussão

O óleo de pinhão-manso apresentou acidez de aproximadamente 9 mg KOH/g, foi necessário submetê-lo à reação previa de esterificação (TIWARI et al 2007). O índice de acidez do óleo de pinhão-manso, após a etapa de esterificação, foi adequadamente reduzido, permitindo realizar a reação de transesterificação evitando a formação de sabão. O perfil de ácido graxo do óleo de pinhão manso, obtido através da análise cromatográfica gasosa com detector de ionização por chama, foi de 82,48% de ácidos graxos insaturados com predominância do ácido oleico (47,84%) seguido do ácido linoleico (33,28%) e 17,5% de ácidos graxos saturados, com ácido palmítico em maior percentual (13,59%). O biodiesel de pinhão-manso foi caracterizado segundo as especificações de qualidade estabelecidas na Resolução ANP Nº 14, de 11 de maio de 2012. Os resultados são apresentados na Tabela 1. A estabilidade oxidativa no biodiesel de pinhão- manso foi de 2,34 h, sendo necessária a adição de 2000 ppm (m/m) de antioxidante 2,6-di-tercbutil 4-metilfenol (BHT) a fim de alcançar o valor limite especificado pela ANP.

Caracterização fisico-química de biodiesel de pinhão-manso

Conclusões

O óleo de pinhão-manso apresentou um perfil lipídico adequado para a produção de biodiesel e resultados obtidos a partir da caracterização do biodiesel produzido, conclui-se que o pinhão-manso é uma matéria-prima alternativa para o mercado de biocombustíveis.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio financeiro ao projeto desenvolvido, bem como ao MCT, INT, EQ-UFRJ, IQ-UFRJ e DEQ-UFRRJ.

Referências

ARRUDA, F. P. de; BELTRÃO, N. E. de M.; ANDRADE, A. P.de; PEREIRA, W. E.; SEVERINO, L. S. Cultivo do Pinhão-manso (Jatrofa curcas L.) como alternativa para o semi-árido nordestino. Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas, v. 8, n. 1, p. 789-799, 2004.

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BASHIRNEZHAD, K.; HOSSEINI, S.B.; MOGHIMAN, A.R.; MOGHIMAN, M. Experimental study on combustion and pollution characteristic of gas oil and biodiesel. Applied Mechanics and Materials. v. 110-116, p. 99-104, 2012.

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