TRANSESTERIFICAÇÃO SUPERCRÍTICA DE ÓLEO DE PALMISTE USANDO METANOL

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Costa, W.A. (UFPA) ; Bezerra, F.W.F. (UFPA) ; Oliveira, M.S. (UFPA) ; Bezerra, P.N. (UFPA) ; Cruz, J.N. (UFPA) ; Silva, S.G. (UFPA) ; Silva, A.P.S. (UFPA) ; Silva, C.C. (UFPA) ; Ferreira, M.C.R. (UFPA) ; Carvalho Junior, R.N. (UFPA)

Resumo

O palmiste é uma semente oleaginosa encontrada em frutos de Elaeis guineensis Jacq. e que representa um dos principais óleos consumidos no mundo. O óleo usado nos experimentos de transesterificação foi obtido através de extração com CO2 supercrítico a 40 ºC e 150 bar. Foi usada a razão molar de 1:42 (óleo:metanol), a 350 °C, pressão de 200 bar e tempo reacional de 25 min. Os produtos foram analisados por cromatografia gasosa/espectrometria de massas para verificação da transformação dos triacilglicerois em ésteres metílicos. O teor total de ésteres foi de 90,97%. A transesterificação de óleo de palmiste em meio supercrítico é uma alternativa válida e que apresenta vantagens em relação ao método convencional, entretanto uma análise considerando um menor tempo reacional é necessária.

Palavras chaves

Palmiste; Método supercrítico; Biodiesel

Introdução

Palmiste é uma semente oleaginosa encontrada em frutos de Elaeis guineenses Jacq., que é uma palmeira originária do continente africano, oriunda do Golfo da Guiné e encontrada no Senegal, Angola, Costa do Marfim, Camarões e Zaire (OLIVEIRA et al., 2015; OIL WORLD, 2016). O aproveitamento de resíduos como o palmiste na produção de biocombustíveis vem sendo relatado como uma alternativa para a utilização da biomassa proveniente da agroindústria do óleo de palma (AYETOR et al., 2015; MOTA et al., 2014; TEO et al., 2017). Dentre estes biocombustíveis, o biodiesel é uma alternativa aos combustíveis de origem fóssil, pois apresenta propriedades similares às do diesel. É uma fonte renovável de energia, e quando comparado ao diesel é biodegradável, apresenta menor toxicidade, menor teor de compostos sulfurosos e aromáticos e menor emissão de partículas como hidrocarbonetos, monóxido e dióxido de carbono (PRADO et al., 2014; FAROBIE et al., 2016). O biodiesel pode ser produzido por diversos métodos, porém a transesterificação ou alcoólise é a técnica mais utilizada comercialmente para a produção de biodiesel. A reação ocorre entre uma fonte de triglicerídeos e um álcool de cadeia curta, na presença ou não de um catalisador, produzindo ésteres e glicerol (MUSA et al., 2016; BEZERRA et al., 2018; MANSIR et al., 2018). A técnica supercrítica ocorre, em geral, na ausência de catalisadores, em condições rigorosas de temperatura e pressão com a utilização de equipamentos sofisticados e com alto requerimento energético (RODRÍGUEZ- GUERRERO et al., 2013; SALAM et al., 2016). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi realizar o processo de transesterificação metanólica de óleo de palmiste em meio supercrítico.

Material e métodos

2.1 Processo de transesterificação O óleo de palmiste usado no processo de transesterificação foi obtido através de extração supercrítica com dióxido de carbono (99% de pureza, White Martins, Brasil), à vazão de 3 L.min-1, temperatura de 40 ºC e pressão de 150 bar, segundo metodologia de Botelho et al. (2015). O processo de transesterificação foi conduzido em um reator semi-contínuo (Autoclave - 2777 1000, Top Industrie, França), segundo metodologia de Bezerra et al. (2018), com os reagentes metanol (99,9% de pureza, TEDIA, EUA) e CO2 (99,9% de pureza, White Martins, Brasil) e realizado no sistema mostrado na Figura 1. Ao equipamento é acoplado um agitador magnético que possui um sistema de refrigeração, um termopar (modelo TKA 15 x 20 HMP, Erciat, França), um sistema de abastecimento de CO2 e um sistema de coleta de amostras com aproximadamente 8 mL. Foi utilizada a razão molar de 1:42 (óleo: álcool), rotação de 700 rpm, pressão de 200 bar, temperatura de 350 °C e taxa de aquecimento de aproximadamente 4 °C/min no tempo de reação de 25 min. Então, a amostra foi coletada e centrifugada (Multifuge X1R/S 41464410, ThermoElectron Led GMBH, EUA) a 10.000 rpm por 15 minutos para separar a água e a glicerina formadas. 2.2 Análise dos ésteres metílicos de ácidos graxos A análise dos ésteres de ácidos graxos foi realizada conforme descrito por Bezerra et al. (2018). Foi usado um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massa (GCMS-QP2010, Shimadzu, Japão), equipado com um autoinjetor (AOC-20i, Shimadzu, Japão) e uma coluna capilar Rtx-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm espessura). Hélio foi o gás de arraste a uma taxa de 1,2 mL/min e 4 °C/min, e temperatura do injetor entre 100 e 280 ° C (5 °C/min). Um filtro quadrupolar com uma taxa de varredura de 39-550 D/s foi usado.

Resultado e discussão

O resultado da análise de CG/EM é mostrado na Tabela 1. C8:0 (ácido octanóico); C10:0 (ácido decanóico); C12:0 (ácido dodecanóico); C14:0 (ácido tetradecanóico); C16:0 (ácido hexadecanóico) e C18:0 (ácido octadecanóico) foram os ésteres encontrados nos níveis mais elevados. O teor total de ésteres metílicos (99,97%) é semelhante ao encontrado por Bunyakiat et al. (2006), que trataram da transesterificação supercrítica do óleo de palmiste usando metanol e obtiveram conversão de éster metílico de aproximadamente 92%, nas mesmas condições de operação deste estudo: 350 °C e razão molar de metanol para óleo vegetal de 42; a exceção foi que o tempo utilizado foi de 20 min (5 min menos que neste trabalho). Embora seja considerado um bom resultado, outros experimentos em tempos de reação menores precisam ser testados, pois quanto maior o tempo da reação, mais caro o processo se torna. Assim, um processo de tempo mais curto é preferível.

Ésteres metílicos identificados no processo de transesterificação supercrítica do óleo de palmiste usando metanol (%)

Conclusões

A transesterificação do óleo de palmiste pelo método supercrítico não catalítico foi realizada com sucesso. 90,97% de ésteres metílicos de ácidos graxos foram alcançados usando uma relação molar de 42: 1 (metanol: óleo) e temperatura de 350 °C. Este processo mostra fortes vantagens sobre a técnica convencional, no entanto, estudos considerando menores tempos de reação devem ser realizados.

Agradecimentos

à UFPA, CAPES e FAPESPA

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