AVALIAÇÃO DO RENDIMENTO E DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA DE BIODIESEL A PARTIR DE ROTA METÍLICA

Área

Tecnologia de biocombustíveis e energias alternativas

Autores

Ferreira Lopes, L. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Michel dos Anjos dos Santos, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; da Silva, T. (CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA DE NITERÓI)

Resumo

O biodiesel pode ser sintetizado a partir de óleos vegetais. O objetivo do trabalho foi sintetizar e avaliar a viscosidade cinemática dos biodieseis de soja, coco e suas respectivas misturas. No método, a conversão em ésteres metílicos deu-se com os reagentes submetidos à uma temperatura de 60±2°C mantendo constante à agitação mecânica, o tempo de reação em 90 minutos, a razão molar 1:9 e o percentual de catalisador em 0,5 de hidróxido de sódio. A análise da viscosidade cinemática através do viscosímetro CANNON-Fenske tubo capilar a 40°C, utilizando a norma ABNT NBR 10441 para limite de aprovação no intervalo de 3,0–6,0(mm2 s-1). A finalizar, teve destaque a conversão em biodiesel, a soja 97,45% e soja/coco 94,20%, e as três amostras atendem o intervalo exigido pela ANP.

Palavras chaves

Poluição atmosférica; Biocombustível; Padrão de qualidade

Introdução

O biodiesel é um biocombustível sintetizado a partir de óleo vegetal ou de gordura animal com baixa toxicidade dos resíduos de combustão substituindo gradativamente o diesel em motores de combustão interna. Conforme a lei Nº 11.097, de 13 de janeiro de 2005 regulamentada pelo decreto Nº 5.297 de 6 de dezembro de 2004, define biodiesel como sendo um biocombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil (ANP, 2016a). O óleo de soja é o mais utilizado seguido da gordura bovina. A soja é a oleaginosa mais utilizada para produção de biodiesel no Brasil, na ordem de quatro vezes mais que a gordura bovina em segundo lugar, mostrando certa dependência do Brasil na produção de biodiesel ALMEIDA et al., (2011). A oleaginosa tem sua cadeia produtiva bem estruturada no país, com tecnologias de produção definidas e modernas além de uma ampla rede de pesquisa agrícola. É uma cultura adaptada a todo o território nacional, com igual eficiência de cultivo, sendo seu ciclo de produção curto, de 4 a 5 meses (OLIVEIRA et al., 2018). Um ponto que pode ser destacado como negativo é o aumento do teor de ácidos graxos saturados, ligações simples entre os carbonos, apresentando baixa reatividade química como exposto por Ramos et al., (2011) que estes tendem a apresentar problemas de solidificação em temperaturas de 25°C e as quedas bruscas de temperatura são responsáveis pelo aumento da viscosidade de ésteres saturados que, eventualmente, podem causar o entupimento dos filtros de óleo e do sistema de injeção.

Material e métodos

A síntese de biodiesel variando a matéria-prima: óleo de soja, coco e misturas entre os óleos na proporção de 50% em massa, sendo atribuído coeficientes x e y para representar os percentuais de óleos, respectivamente, para a composição do biodiesel (SxCy), onde (S100C0; S0C100; S50C50), com intuído de determinar o rendimento em massa (m/m %) (GUIMARÃES et al,2018). A produção foi realizada dando início ao preparo do catalisador, ou seja, o álcool foi submetido a uma solubilização com o hidróxido de sódio formando metóxido de sódio. A seguir, tanto a solução do catalisador quanto óleo foram aquecidos em chapa de aquecimento até atingirem a faixa de temperatura de 60±2°C. Após atingir a temperatura, o óleo foi adicionado no Erlenmeyer misturando-o ao metóxido e em temperatura constante até que atingisse o tempo de reação. Após finalizar a reação, os produtos foram colocados em funis de separação para separar as fases, biodiesel e glicerina, após 24h de repouso. Assim que retirada toda a glicerina, iniciou-se o processo de purificação com água deionizada a uma temperatura na faixa de 60 ± 2°C até que a água da lavagem se tornasse transparente e com pH próximo de 7,0, esta verificação foi feita com fita de pH de análises qualitativas. A seguir, o biodiesel foi secado em estufa a uma temperatura de 110°C por 3h, a fim de remover os traços de água.A propriedade físico-química analisada foi a viscosidade cinemática a 40°C pela norma ABNT NBR 10441, para limite de aprovação no intervalo de 3,0–6,0(mm2 s-1). Os ensaios para a determinação da viscosidade cinemática foram realizados através de uma controladora digital da marca Schott Gerate, modelo ASV350, o banho termostático da marca Schott Gerate, modelo CT52 a 40±0,05°C e um viscosímetro CANNON-Fenske

Resultado e discussão

A tabela 1 apresenta o rendimento médio em percentual de massa (x) para cada reação de transesterificação, o desvio padrão (s), e o percentual do coeficiente de variação (CV). O rendimento médio de biodiesel de coco foi de 90,24% distante do trabalho de Silva e Pereira (2018), que apresentou rendimento de 83,46%, produzido a partir de álcool metílico e 1% de NaOH como catalisador em temperatura de 45°C, entretanto se alterar as condições reacionais como Araújo, Carvalho e Sousa (2009), temperatura de 60°C, razão molar de 1:6 e tempo reacional de 90 minutos, o rendimento aumenta para 85,30%, uma diferença de aproximadamente 2% com um maior custo energético. Gonçalves et al. (2019) apresentou em seus ensaios um rendimento para biodiesel de coco de 91,92%. Porém o biodiesel de soja tive rendimento de 97,45%. Resultado maior que Oliveira et al (2015) que foi de 92,47%, essa diferença do rendimento da reação do biodiesel de soja com o biodiesel de coco é justificado ao teor de ácido graxos livres, ou seja, se os teores dessa propriedade forem muito baixo o rendimento da reação vai ser alto. Para as misturas de óleos Gonçalves et al. (2019) verificou-se que a adição de óleo de coco produzindo uma mistura binária ocasiona aumento no rendimento da produção de biodiesel, por exemplo: Soja/coco (88,54%).Conforme BiodieselBR (2011) óleos vegetais de menor viscosidade, como por exemplo os óleos de soja, considerados óleos vegetais com composição convencional em ácidos graxos, apresentam biodieseis com viscosidades de 4,28 mm2 s-1, valor diferente encontrado no experimento 4,91 mm2 s-1, tabela 2. O biodiesel de coco apresentou a menor viscosidade dos óleos, 3,75 mm2 s-1.

Conclusões

Os rendimentos médios da reação de transesterificação por rota metílica apresentaram valores acima de 90%, sendo considerados ótimos resultados. Entretanto ao misturar os óleos de soja com coco, esta apresentou rendimento superior ao biodiesel de coco, mostrando influência do óleo de soja na mistura, melhorando sua qualidade. Todas as amostras apresentaram valores da viscosidade cinemática dentro do intervalo padronizado exigido pela ANP, atribuindo qualidade durante sua utilização em motores de combustão interna.

Agradecimentos

Referências

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