CARACTERIZAÇÃO E TRANSESTERIFICAÇÃO DE ÓLEO DE MACAÚBA POR CATÁLISE BÁSICA PARA A PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Medeiros, J.M. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Morais, K.V.M. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Souza, K.J. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Maia, I.A. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Camilo, I.S. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Souza, I.M.A. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Silva, F.P. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Viroli, S.L.M. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Santos, M.R. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS) ; Costa, L.F. (IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS)

Resumo

O objetivo deste trabalho foi a caracterização do biocombustível produzido do óleo da macaúba adquirido na feira da Cidade de Paraíso do Tocantins. A produção do biocombustível iniciou-se com a reação de transesterificação do óleo. O biocombustível obtido foi analisado segundo os parâmetros físicos químicos de Índice Acidez, Massa específica, Viscosidade Cinemática. Teor de Umidade seguindo as recomendações das análises físico-químicas da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP através da Resolução ANP Nº 45 DE 25/08/2014. O biocombustível produzido atende as exigências da ANP demonstrando a viabilidade da produção. Através dos parâmetros físico- químicas analisados, pôde-se constatar que o biodiesel produzido apresentou qualidade satisfatória.

Palavras chaves

Biodiesel ; tecnologia ; prensagem mecânica

Introdução

O clima tropical e subtropical brasileiro favorece a produção da macaúba (Acrocomia aculeatra) que é uma das matérias primas utilizadas para extração de óleo vegetal e produção do biodiesel. A macaúba é uma palmeira nativa das florestas tropicais com vasta distribuição no território brasileiro fazendo parte da paisagem rural de vários estados e dos biomas Cerrados e Pantanal Brasileiro (LORENZI, NEGRELLE, 2006; MOREIRA e SOUSA, 2009, RIBEIRO et al. 2017). A macaúba é uma das principais matéria-prima para a produção de biodiesel pois possui elevadas produtividades de óleo previstas (entre 4 a 6 toneladas de óleo/ha, pelo menos 10 vezes a mais do que a soja), rendimentos dos frutos entre 25.000 e 40.000 kg de frutos/ ha/ano, alta combustão e baixa índice de poluição (TELES, 2009; CESAR et al. 2015). Além do mais, o óleo produzido pela Macaúba não tem tradição de ser produto alimentar e apresenta diversas aplicações industriais e energéticas (MICHELIN et al., 2015). A utilização da macaúba para produção de biodiesel gera subprodutos muito valorizados para nutrição animal, como adubo e carvão com elevado poder calorífico (COLLARES, FERREIRA e CABRAL, 2009; BOAS, CARNEIRO, VITAL, CARVALHO e MARTINS, 2010). O óleo de macaúba pode ser obtido por diferentes processos de extração, entre eles a extração mecânica. A prensagem mecânica é o método mais popular para eliminar o óleo das sementes oleaginosas. Esse método de extração apresenta maior segurança, simplicidade do processo, favorece a qualidade do óleo bruto e não há presença de resíduos químicos, tanto para o óleo quanto para a torta (PIMENTA, 2010; CICONINI, 2012; MELO, 2012). O objetivo deste trabalho foi a caracterização do biocombustível produzido do óleo da macaúba adquirido na feira da Cidade de Paraíso do Tocantins.

Material e métodos

No mês de novembro de 2018 foram adquiridos cinco (5) litros de óleo de macaúba, sendo um(1) litro de cada vendedor, na feira da Cidade de Paraíso do Tocantins acondicionados em recipientes de polietileno de 1L e trasportados em caixas térmicas para Laboratório de Química analítica do IFTO. O óleo foi submetido ao processo de homogenização de 30 minutos e às análises físico- químicas de umidade, acidez total, índice de peróxido, índice de saponificação seguindo metodologias descritas pelo Instituto Adolfo Lutz (2004) e comparados com a Resolução ANP Nº 45/2014 da Agência Nacional de Petróleo GAS Natural e Biocombustível. O processo de produção de biodiesel segui a metodologia proposta por Santiago (2018), onde iniciou-se com a reação de transesterificação alcalina do óleo da macaúba e metanol ( CH3OH). Em um bécker de 100 mL, para cada 100 g de óleo pesou-se 1,0 g de hidróxido de sódio, para em seguida a adição de 37,97 mL de metanol, preparação do alcóxido. A solubilização da base foi realizada com auxílio de agitação magnética, sendo o sistema vedado com filme plástico para evitar volatilização do metanol. Posteriormente, o alcóxido formado foi adicionado ao óleo e a mistura foi submetida a refluxo por 1 hora a 60 °C sobre agitação constante. Após a reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação para permitir a separação das fases líquidas. O biocombustível obtido foi analisado segundo os parâmetros físicos químicos Índice Acidez mg KOH/g (IAL, 2004), Massa específica kg.m^-3, Viscosidade Cinemática mm² s^-1 e teor de Umidade mg/kg seguindo as recomendações das análises físico-químicas da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP através da Resolução ANP Nº 45 DE 25/08/2014.

Resultado e discussão

Os resultados da análise do óleo da macaúba e do biodiesel produzido são descritos na tabela 01. De acordo com Resolução ANP Nº 45 DE 25/08/2014, o biodiesel apresentou parâmetros físico-químicos de acordo com a respectiva legislação. Altos teores desses parâmetros podem inviabilizar a produção do biocombustível, assim é preferível utilizar óleos com baixos níveis de acidez (DOMINGOS, 2009). O índice de acidez elevado dificulta a reação de transesterificação, provocar corrosão no motor e deterioração do biocombustível. Uma possível solução para se diminuir o índice de seria submeter o biodiesel a mais uma etapa de transesterificado via catálise ácida, com o intuito de esterificar os ácidos graxos ainda presentes no meio (CANDEIA, 2008; MELO, 2012). O conhecimento da massa específica de um combustível permite avaliar o funcionamento das bombas injetoras nos motores. A variação nesta quantidade pode provocar variações na relação de massas ar/combustível aumentando os teores de gases poluentes devido à ocorrência de reações incompletas (MELO, 2012). A viscosidade e a massa específica do biodiesel aumenta com o comprimento da cadeia carbônica, com o grau de saturação e tem influência na queima na câmara de combustão. Alta viscosidade ocasiona heterogeneidade na combustão do biodiesel, devido a diminuição da eficiência de atomização, ocasionando a deposição de resíduos nas partes internas do motor (SILVA, 2008; MELO, 2012). A diminuição da viscosidade comprova que realmente houve a reação de transesterificação, uma vez que a transesterificação converte triglicerídeos em ésteres metílicos ou etílicos e reduz a massa molecular a aproximadamente um terço do inicial, diminuindo o valor de viscosidade de óleos vegetais por um fator de cerca de oito (SAKA, ISAYAMA, 2009).

Parâmetros físico-químicos óleo de macaúba e biodiesel produzido.

Conclusões

A pesquisa realizada caracterizou biocombustível gerado a partir da transesterificação por catálise básica do óleo da macaúba. O biocombustível produzido atende as exigências da ANP demonstrando a viabilidade da produção. Através dos parâmetros físico-químicas analisados, pôde-se constatar que o biodiesel produzido apresentou qualidade satisfatória.

Agradecimentos

A Deus. Ao IFTO Campus Paraíso do Tocantins. Ao Professor Sérgio Luis Melo Viroli.

Referências

ANP. Agência Nacional de Petróleo, gás natural e biocombustíveis. Resolução ANP nº 45 de 25/08/2014. Disponível em http://www.anp.gov.br/wwwanp/biocombustiveis/biodiesel, atualizado em Outubro de 2017 e acessado em 16/09/2018.

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