OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE SÍNTESE DE ÉSTERES ALQUÍLICOS A PARTIR DO ÓLEO DE GIRASSOL

UTILIZANDO ALCÓXIDOS.Caroline Pacheco Garcia e Dra Rachel Feverzani Magnago (PIBIC)Engenharia Ambiental – Ponte do Imaruim - UNISUL

IntroduçãoReduzir a poluição ambiental é hoje um objetivo mundial. Considerado um produto ecologicamente correto, foi sugerida pelo Protocolo de Kyoto, a fabricação e utilização de Biodiesel como uma das maneiras mais eficazes de diminuir a poluição da atmosfera (CRUZ, 2007). De um modo geral chama-se transesterificação à reação de um lipídio com um álcool para produzir um mono-éster e o glicerol (Figura 1)

Figura 1: Esquema de síntese de biodiesel (monoésteres) e glicerol. C = catalise básica (NaOH, KOH, MeONa, EtONa) ou ácida (ácido sulfúrico).

ObjetivosEncontrar as condições ideais para obtenção de biodiesel através do óleo de girassol refinado para posteriormente aplicar em reações com óleo alimentar usado, visando o máximo rendimento e minimizando os gastos com energia (temperatura e tempo).

MetodologiaEm um balão equipado com agitação magnética, aquecimento e sistema de refluxo, foi adicionado óleo refinado ou utilizado em frituras à temperatura estabelecida, foi adicionado etóxido de sódio. A mistura reacional foi mantida na temperatura com agitação magnética em experimentos de 24h, 12h, 3h e 30 minutos (Figura 2). A mistura foi vertida em um funil de separação e deixada decantar. (Figura 3).

ResultadosO Rendimento médio foi de 70% em biodiesel, 16% em glicerina, 10% em reagentes (álcool) e 4% em perdas (Tabela 1).

Fazendo uma comparação entre rendimento obtido com metanol e etanol verificou-se uma diferença de 2% a mais no teor de ésteres metílicos.

Verifica-se rendimento médio da triplicata de 70% de conversão. Em termos de rendimento mássico, calculado em relação à massa de óleo, obtiveram-se valores superiores a 90%.

ConclusõesA condição relevante desta tecnologia foi a obtenção do biodiesel à temperatura ambiente a partir dos óleos, fator econômico importante para a implementação da tecnologia.Foi verificado que a etanólise do óleo alimentar utilizado apresentou excelente viabilidade técnica. A etanólise do óleo pode ser conduzida com grande sucesso e em alto rendimento. De um modo geral, variações na temperatura não apresentam influência significativa sobre o rendimento da reação, sendo assim o processo pode ocorrer satisfatoriamente à temperatura ambiente.Este trabalho não tem caráter conclusivo, variáveis físico-químicas devem ser analisadas, tanto das matérias primas quanto dos produtos acabados. Constitui então uma proposta de uso como matéria prima com potencial para geração de energia, menos poluente e de baixo custo.

BibliografiaALMEIDA, C. C, et al. Apropriação dos recursos naturais no programa nacional de produção e uso do biodiesel, Química Nova, 2006.ASG RENAISSANCE. Biodiesel End-user Survey: Implications for Industry Growth – BARAKOS, S.; PASIAS, N.; PAPAYANNAKOS, B. Transesterification of triglycerides in high and low quality oil feeds over an HT2 hydrotalcite catalyst, BioresourceCRUZ, R. S., et al. Análise comparativa do biodiesel derivado do óleo de soja obtido com diferentes álcoois, Química Nova, 2007.FERRARI, R. A.; Oliveira, V. S.; Scabio, A. Química Nova, v.28, n.1, p. 19-23, 2005

Apoio Financeiro: PIBIC/CNPq e UNISUL

Figura 2: Sistema reacional com condensador de refluxo e agitação magnética

Figura 3: Funil de separação contendo biodiesel e glicerol

Figura 4: Funil de separação contendo biodiesel, processo de lavagem do biodiesel

O biodiesel foi lavada com água destilada, e ácido fosfórico a 10% (Figura 4), seco e armazenado. As reações foram realizadas em triplicatas para cada condição. O biodiesel foi caracterizado por análise dos espectros de RMN 1H e IV. Os espectros correspondem ao produto desejado.

Tempo (h) Biodiesel (%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)

24h 70 16 10 4

12h 70 16 10 4

3h 68 16 9 7

Tabela 1- Rendimento médio das triplicatas à 55°C, utilizando óleo de girassol refinado.

Temperatura (°C) Biodiesel(%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)

26 70 10 10 10

55 68 16 9 7

75 67 15 10 7

Tabela 2: Rendimento médio em triplicata, utilizando óleo de girassol refinado com tempo de reação de 3h.

Na Tabela 2 constata-se a conversão de até 70% em ésteres etílicos a temperatura ambiente. Partindo apenas da quantidade de óleo (matéria prima principal) observa-se uma taxa de conversão de 90% doa ácidos graxos presentes em ésteres etílicos.

Biodiesel (%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)

70 14 10 6

71 11 8 10

69 11 8 12

Tabela 3: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com tempo de reação de 3h e à temperatura ambiente (26°C), utilizando etanol

Biodiesel (%) Glicerina (%) Perdas (%)

74 12,16 13,84

70,5 13,21 16,3

72 12,7 15,3

Tabela 4: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com tempo de reação de 3h e à temperatura ambiente (26°C), utilizando metanol

Biodiesel (%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)

75 9,5 5 10,5

75 9,5 510,5

72,5 9,5 4,810,6

Biodiesel (%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)

66 7,9 1,6 24,9

73,6 6,9 5,5 13,9

66 10,2 2,2 21,5

Tabela 6: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com tempo de reação de 30 minutos, à temperatura ambiente (24°C), utilizando etanol

Tabela 5: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com tempo de reação de 30 minuto, à temperatura ambiente (24°C), utilizando metanol

CH2OCOR1

CHOCOR2

CH2OCOR3+ 3 ROH +C

CH2OH

CHOH

CH2OH

R1-COOR

R3-COOR

R2-COOR

Triglicerídeos Álcool Ésteres Glicerol