TÍTULO: ESTUDO DO EFEITO DA AGITAÇÃO E MISTURA NO PROCESSO REATIVO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL DE MAMONA, VIA TRANSESTERIFICAÇÃO

AUTORES: Lima, A.K.S. (UFAL) ; Carvalho, S.H.V. (UFAL) ; Machado, A.B. (UFAL) ; Henrique, D.C. (UFAL)

RESUMO:O Brasil tem grande potencial para produzir biocombustível utilizando diversas plantas oleaginosas. No presente trabalho pretende-se obter melhorias no processo de produção do biodiesel de mamona, neste processo está sendo analisada a influência das variáveis velocidade de agitação (350RPM e 500RPM), e a presença ou não de chicana, de modo a avaliar quais combinações favorece a um maior rendimento da reação. Durante as reações de transesterificação, foram recolhidas 12 alíquotas em tempos diferentes, estas alíquotas foram purificadas e analisadas por cromatografia gasosa. Foi observado que uma forte agitação durante a reação influência negativamente, de modo que o melhor resultado foi obtido à 350RPM e na ausência de chicana.

PALAVRAS CHAVES: Biodiesel; Mamona; Transesterificação

INTRODUÇÃO:A possível escassez de petróleo, junto à consciência ecológica, atualmente esta fazendo com que pesquisadores busquem novas fontes de energias alternativas mais eficientes e menos poluentes. A partir da década de 70, o governo brasileiro começou a tomar medidas para reduzir a dependência de petróleo importado do Oriente Médio, desenvolvendo programas de pesquisa em biocombustíveis (SCHLOSSER et al., 2004; PARENTE, 2003). Por volta de 1980, o Brasil iniciou as pesquisas com Biodiesel baseado nos trabalhos do professor Expedito Parentes, da Universidade Federal do Ceará, autor da primeira patente em termos mundiais, de biodiesel e querosene vegetal para aviação. O Brasil tem grande potencial para produzir biocombustível utilizando diversas plantas oleaginosas (mamona, dendê, babaçu, soja, palma, algodão, girassol, entre outras.), favorecido pela sua grande extensão territorial e clima propicio (HOLANDA, 2004). O Brasil está entre os maiores exportadores de óleo de mamona do mundo (AZEVEDO et al., 2001). No presente trabalho pretende-se obter melhorias no processo de produção do biodiesel de mamona, sendo estudado o efeito da agitação e mistura no processo reativo. Neste processo está sendo analisada a influência das variáveis velocidade de agitação (350RPM e 500RPM), e a presença ou não de chicana, de modo a avaliar quais combinações otimiza e favorece a um maior rendimento da reação. Para análise das amostras, foi utilizada a cromatografia gasosa utilizando o cromatógrafo VARIAN, modelo CP-3800 com detector FID, para determinar o rendimento em biodiesel.

MATERIAL E MÉTODOS:As reações de transesterificação para produção de biodiesel de mamona foram realizadas em unidade piloto composta por reator encamisado, agitador mecânico e banho termostatizado TECNAL (Modelo TE – 184). Utilizou-se como reagentes nas reações álcool etílico P.A., hidróxido de sódio P.A e óleo de mamona bruto adquirido da Sucroquímica LTDA. Para o estudo do efeito das variáveis no processo de produção do biodiesel de mamona, foram considerados: a presença ou não de chicana, e duas velocidades de agitação (350RPM e 500RPM), gerando um total de 4 reações para análise. Baseando-se em estudos realizados por (SILVA, 2006), utilizou-se como parâmetros fixos no processo: massa do catalisador em 1% da massa do óleo de mamona; temperatura do banho termostático em 60°C; Massa da mistura reacional na proporção estequiométrica de 1:10 de óleo/etanol, sendo a massa do óleo de mamona 400g; tempo total de 1h; e impelidor tipo pás redondas.Durante a reação, foram retiradas 12 alíquotas de 10mL nos seguintes tempos: t1= 10s, t2= 30s, t3= 1min, t4= 1,5min, t5= 2,5min, t6= 5min, t7= 7,5min, t8= 10min, t9=15min, t10= 30min, t11= 45min e t12= 1h. Estas alíquotas foram transferidas para tubos de ensaio com tampas, onde previamente haviam sido colocados 3mL de solução de ácido sulfúrico pH = 2 dentro de cada tubo, com o propósito finalizar a reação. As alíquotas foram então purificadas. Após esse processo, foi realizada cromatografia gasosa utilizando o cromatógrafo VARIAN, modelo CP-3800 com detector FID, para determinar o rendimento em biodiesel.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:Para reação de transesterificação foram analisados os pontos conforme mencionado na metodologia descrita anteriormente. A figura 1 mostra os valores de rendimento obtidos. Fazendo a análise da Figura 1, percebe-se que apenas a reação realizada à 350RPM e na ausência de chicana, obteve rendimento aceitável pela Agência Nacional de Petróleo (ANP), que impõem o valor mínimo de rendimento de 97%. As outras reações obtiveram rendimento final abaixo de 95%. O gráfico também mostra que as reações realizadas à 500RPM, e às realizadas na presença de chicana, apresentam um comportamento oscilatório durante toda a reação, isso pode ter ocorrido devido ao caráter reversível que as reações de transesterificações apresentam. Desse modo, a agitação muito forte provocada pela alta velocidade ou a presença de chicana, influenciou negativamente diminuindo o rendimento obtido. Observa-se também que não é necessário muito tempo para se obter altos rendimentos, pois de acordo com os resultados da Figura 1 percebe-se que logo no ínicio algumas reações já haviam alcançado rendimento máximo, situação que pode ter decorrido do fato de parâmetros como temperatura, relação estequiométrica óleo/álcool e quantidade de catalisador terem sido escolhidos de forma otimizados.

Rendimentos obtidos

Figura 1: Rendimentos obtidos nas reações de transesterificação.

CONCLUSÕES:Nas quatro reações analisadas, foram obtidos rendimentos iguais ou superiores a 90%, no entanto apenas uma das reações atende as especificações regulamentada pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) através da resolução 42. Foi observado que uma forte agitação durante a reação influência negativamente o rendimento obtido, de modo que o melhor resultado foi o realizado à 350RPM e na ausência de chicana. E, que o tempo de reação não influência o rendimento, pois rendimentos máximos foram alcançados logo no início.

AGRADECIMENTOS: Agradeço FAPEAL pelo apoio financeiro, o que propiciou o desenvolvimento deste trabalho.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:AZEVEDO, D. M. P. & LIMA, E. F. 2001. O Agronegócio da Mamona no Brasil. Embrapa Informação Tecnológica, 1ª ed .

HOLANDA, A. 2004. dep. Programa Biodiesel Nordeste, com Inclusão Social, Brasilia.

PARENTE, E.J.S. 2003. Biodiesel: uma aventura tecnológica em um país engraçado. Fortaleza: Universidade Federal do Ceará, 65 p.

SCHLOSSER, J.F.; CAMARGO, M.N.; MACHADO, P.R.M. 2004. Comportamento de um motor de ignição por compressão trabalhando com óleo diesel e gás natural. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.24, n.3.

SILVA, N. de L. da. 2006. Otimização das variáveis de processo da transesterificação(etanólise) do óleo de mamona: produção de biodiesel. Dissertação de mestrado catalogada pela Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura - BAE – UNICAMP.