ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Química Tecnológica
Autores
dos Santos, V. (ULBRA) ; Mazzini Fontoura, L.A.M.F. (Fundação de Ciência e Tecnologia) ; Braun, J.V. (CIENTEC)
Resumo
O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar ésteres graxos etílicos derivados dos azeites de butiá e de jerivá e da gordura de coco e avaliar seu potencial emprego como bioquesorese. A transesterificação foi feita a partir do método TDSP (Transesterification Doble Step Process). Os produtos tiveram suas composições estimadas por cromatografia gasosa e suas curvas de destilação avaliadas por análise termogravimétrica. Os biodieseis das palmáceas apresentam composição semelhante apresentando mais de 50% de cadeias de 14 carbonos (C14:0)ou inferiores. O biodiesel de butiá, no entanto, é mais rico em C10:0 e C8:0 que os demais.
Palavras chaves
biodiesel; transesterificação; etanol
Introdução
Desde a década de 70, o Brasil vem buscando combustíveis alternativos a partir de biomassa. O primeiro programa surgido, o PROALCOOL, incentivou a produção de etanol utilizado em veículos com motores com ignição por centelha como substituto da gasolina. Produzindo etanol a partir da cana-de-açúcar, o Brasil rapidamente teve sua tecnologia consolidada. O Brasil é o segundo maior produtor de biodiesel do mundo, ficando abaixo apenas dos EUA. O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres graxos proveniente da transesterificação de triglicerídeos ou esterificação de ácidos graxos. Embora a gasolina e o diesel tenham encontrado substitutos obtidos de fontes renováveis, para o querosene de aviação ainda não há uma alternativa consolidada. O biodiesel se assemelha ao diesel no caráter apolar e no tamanho de suas cadeias, as quais apresentam majoritariamente 16 e 18 carbonos. A fração do querosene, por sua vez, é composta por cadeias de 12 a 15 carbonos. As gorduras de palmiste e babaçu apresentam triglicerídeos com cadeias mais curtas que os óleos tradicionais e o uso dos ésteres graxos que delas derivam tem sido sugerido como bioquerosene. Os azeites de butiá da serra e de jerivá, oleaginosas comuns no Rio Grande do Sul, têm características semelhantes às gorduras de palmiste e babaçu. O objetivo deste trabalho foi obter ésteres graxos etílicos derivados dos azeites de butiá e de jerivá e da gordura de coco e avaliar seu potencial emprego como bioquesorese. A transesterificação foi feita a partir do método TDSP (Transesterification Doble Step Process). Os produtos tiveram suas composições estimadas por cromatografia gasosa e suas curvas de destilação avaliadas por análise termogravimétrica.
Material e métodos
As reações de transeserificação foram conduzidas sob refluxo em balão de 500 mL, com aquecimento em banho-maria e agitação magnética. O balão foi carregado com 100 mL de matéria-prima fundida a 65 oC seguidos de 120 mL solução de KOH 17 mg mL-1 em etanol. A mistura foi deixada em agitação vigorosa nesta temperatura por 30 min. A seguir, na temperatura de 85 oC e agitação, uma mistura de 60 mL do álcool e 4 mL de H2SO4 18 M foi adicionada. A mistura foi deixada nas mesmas condições iniciais por 2 h e 30 min adicionais. Após, foi filtrada e levada ao rotavapor para a eliminação do etanol excedente. A mistura foi então transferida para um funil de separação. A fase inferior, a glicerina, foi separada e o biodiesel lavado com água a 90 °C (2 x 50 mL). Após a lavagem, o produto foi mais uma vez levado ao rotavapor para eliminação da umidade. A composição dos biodieseis foi estimada por cromatografia gasosa. Um cromatógrafo gasoso GC 2010 Shimadzu equipado com detector por ionização em chama (FID), injetor automático AOC 20i e coluna OV-CARBOWAX 20M (30 m x 320 μm x 0,25 μm) foi utilizado com o seguinte programa de temperatura: temperatura inicial de forno, 40 oC, 2 min; taxa de aquecimento, 10 oC min-1; temperatura final de forno, 230 oC por 7 min. Um volume de 1,0 μL foi injetado automaticamente no modo split (20:1). O gás de arraste utilizado foi He com vazão de 2,5 mL min-1. As análises termogravimétricas foram realizadas em uma termobalança Perkin Elmer TGA 7. Cerca de 30 mg de amostra foram pesadas e aquecidas em atmosfera de N2 na faixa de 30 a 400 OC com uma taxa de aquecimento de 10 oC min 1.
Resultado e discussão
Os biodieseis tiveram suas composições aproximadas obtidas por cromatografia
gasosa por normalização de áreas. Os dados são apresentados na tabela 1. A
principal fonte de erro para a análise cromatográfica dos ésteres graxos
derivados dos azeites de palmáceas é o fator de resposta tomado como idêntico
para cadeias curtas e longas. As cadeias com menos de 16 carbonos estão
ausentes dos biodieseis de óleos tradicionais como o de soja. O percentual
aproximado destas cadeias nos biodieseis dos óleos das palmáceas estudadas é de
50%. Outra diferença é a presença de ligações duplas. O percentual de cadeias
insaturadas nos biodieseis de palmáceas é de 23 % para o butiá, 32 % para o
jerivá, 13 % para o coco. No de soja, por outro lado 78,1%. A perda de massa
corresponde ao processo de destilação. Por se tratar de uma mistura de ésteres,
a destilação ocorre em intervalo amplo de temperatura. Nas curvas dos
biodieseis das palmáceas, nota-se que a temperatura inicial de destilação é
menor comparado com o de soja, devido à presença de cadeias mais curtas.
Faixas de temperatura e percentual de perda de massa são apresentados na Tabela
2. A análise térmica também pode ser utilizada para avaliar a pureza. A
principal impureza do biodiesel é o óleo. O resíduo de massa observado acima de
300 oC, em todos os casos, foi de 0,1%, o que assegura que os produtos têm uma
pureza elevada.
Conclusões
Os biodieseis das palmáceas apresentam composição semelhante apresentando mais de 50% de cadeias de 14 carbonos (C14:0)ou inferiores. O biodiesel de butiá, no entanto, é mais rico em C10:0 e C8:0 que os demais. Curvas de destilação foram estimadas através de análise termogravimétrica. A faixa de destilação dos biodieseis de palmáceas fica entre 120 oC e 240 oC e o biodiesel de soja entre 190 à 270 oC. Essa técnica assegura alta pureza dos produtos, visto que os resíduos de destilação foram de menos de 0,1%.
Agradecimentos
FAPERGS
Referências
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10. Visenteiner, J. V.; Quim. Nova 2012, 35, 274
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