ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Química Tecnológica
Autores
Renner, R.E. (CIENTEC) ; Santos, V.O.B. (CIENTEC) ; Braun, J.V. (CIENTEC) ; Espindola, G. (ULBRA) ; Fontoura, L.A.M. (CIENTEC)
Resumo
Análise termogravimétrica (TGA) foi utilizada para avaliar as curvas de destilação dos biodieseis provenientes das gorduras de palmiste e babaçu. Por possuírem composições muito distintas do biodiesel de soja, as temperaturas de ebulição serão distintas. As análises foram realizadas sob atmosfera de N2, a um aquecimento de 10ºC min-1. Observou-se pela perda de massa em relação ao aumento da temperatura o inicio e o final da destilação. Para o biodiesel de soja etílico, o inicio da destilação se da por volta de 240ºC, já para palmiste e babaçu por volta de 100ºC.
Palavras chaves
Análise Termogravimétrica; Biodiesel; Palmiste e Babaçu
Introdução
Nos dias atuais, a produção de biodiesel brasileira está centralizada na soja e no sebo bovino. Em maio de 2016, estas fontes representam respectivamente 80% e 15% da produção nacional. O biodiesel de soja é rico em cadeias com poli-insaturações, configurando uma boa propriedade ao frio, porém prejudicando seu desempenho no quesito de estabilidade oxidativa. Já a gordura proveniente do sebo bovino, apresenta aspectos ambíguos ao da soja, possuindo cadeias em geral saturadas, sendo prejudicado no quesito frio, porém com propriedades notáveis na resistência à oxidação. Dentre as gorduras provenientes de origem vegetal, o palmiste e o babaçu apresentam características que diferem da soja e do sebo, possuindo grandes quantidades de ácidos graxos de cadeias curtas como o láurico (C12: 0) e o mirístico (C14:0), que estão presentes em pequenas quantidades ou ausentes nas tradicionais. O objetivo deste estudo é avaliar as curvas das análises termogravimétricas dos biodieseis de babaçu e palmiste, obtidos de rotas etílica e metílica. Os biodieseis foram obtidos pelo método TDSP (Transterification Double Step Process), que consiste em duas etapas, sendo a primeira conduzida sob catálise básica, seguida por ácida. Com a inversão do pH, observa-se um aumento no rendimento, pois promove a transformação do possível sabão formado em seu ácido conjugado, esterificando os ácidos graxos livres e transesterificando possíveis glicerídeos remanescentes.
Material e métodos
As reações de transesterificação foram realizadas segundo o protocolo de Guzatto e colaboradores.1 As gorduras de palmiste e babaçu refinadas foram adquiridas em uma distribuidora de óleos comerciais. As reações foram conduzidas sob refluxo em um reator de 10 L, com aquecimento e agitação mecânica. O reator foi carregado com 2 L de matéria-prima fundida a 80 oC seguidos de 2,4 L de solução de KOH 16,7 g L-1 em etanol. A mistura foi deixada em agitação vigorosa, a 750 rpm nesta temperatura por 30 min. A seguir, na mesma temperatura e agitação, uma solução de 1,2 L do álcool e 80 mL de H2SO4 conc. foi adicionada. A mistura foi deixada nas mesmas condições iniciais por 2,5 h adicionais. Após, a mistura foi filtrada e transferida para o rotavapor para a eliminação do excesso de álcool. Em seguida, a mistura bifásica resultante passou pelo processo de separação da glicerina por diferença de densidades em um funil de 8 L. O produto ainda foi lavado por quatro vezes com 0,75 L de água destilada para remoção de qualquer impureza e equilíbrio do pH. Por fim, a mistura de ésteres foi seca em chapa de aquecimento. As purezas foram determinadas por RMN de hidrogênio. A composição do biodiesel de soja foi estimada por cromatografia gasosa. 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 10ºC min-1.
Resultado e discussão
As composições dos biodieseis de mesma matéria-prima com rotas diferentes
são muito similares. Os biodieseis de palmiste e babaçu possuem
aproximadamente 80% das suas cadeias inferiores a C16 sem insaturações,
diferindo consideravelmente da soja, que não possui cadeias inferiores a C16
e apresenta majoritariamente de cadeias insaturadas C18:1 e C18:2.
As purezas dos biodieseis etílicos de palmiste e babaçu foram
constatadas por RMN, com 99,4% e 97,7% de teor de ésteres, respectivamente.
O de soja por CG, apresentando 98,1%. A análise termogravimétrica também
pode ser indicador para avaliar a pureza, já que a principal impureza do
biodiesel é o TG, avalia-se o resíduo. A temperatura final da rampa é de
400ºC, coletando o resíduo, em que todos apresentaram massa inferior a 0,1%
em relação a massa, apontando uma pureza elevada.
As temperaturas de ebulição dos compostos de composição similar irá
se diferir pouco. Como os biodieseis de palmiste e babaçu possuem cadeias
menores, a temperatura de ebulição será consideravelmente menor, como aponta
a figura 1. A faixa de destilação para os biodieseis de palmiste e babaçu,
de ambas as rotas, se dá inicio por volta de 100ºC e irá normalizar por
220°C. Já o da soja se dá inicio por 240ºC e se normaliza por volta de
300ºC.
Composição dos Ésteres Graxos
Análise termogravimétrica dos biodieseis de palmiste e babaçu, em comparativo com o de soja.
Conclusões
As faixas de destilação de biodieseis provenientes da mesma matéria-prima diferindo somente a rota apresentam comportamentos muito similares. Em comparação a soja, os biodieseis de palmiste e babaçu, tanto etílicos quanto metílicos, diferem grosseiramente. Por apresentarem estas características, que estão diretamente relacionadas à sua composição podem vir a ser substitutos de outras frações do petróleo.
Agradecimentos
FAPERGS, CIENTEC.
Referências
Guzzato, R. et al .Fuel Proces. Technol. 2012, 92, 197
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