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UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

DEPARTAMENTO DE QUMICA

CURSO DE BACHARELADO EM QUMICA

BRUNA CARNEIRO DA SILVA BAPTISTA

TRANSESTERIFICAO ETLICA DE LEO DE GIRASSOL

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO

PATO BRANCO 2015

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BRUNA CARNEIRO DA SILVA BAPTISTA

TRANSESTERIFICAO ETLICA DE LEO DE GIRASSOL Trabalho de concluso de curso, apresentado Comisso de Diplomao do Curso de Bacharelado em Qumica da Universidade Tecnolgica Federal do Paran (UTFPR), Campus Pato Branco, como requisito parcial para obteno do ttulo de Bacharel em Qumica. Professor Orientador: Ms. Pedro Paulo Pereira.

Pato Branco, 2015

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AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a minha famlia, que mesmo longe me apoiou em

todos os momentos, nos mais difceis e nos mais alegres. Pai e me, vocs fizeram

de tudo por mim sempre que puderam e serei eternamente grata, foram anos difceis

mas valeram a pena!

Aos meus irmos, que sempre me ensinaram e aprenderam comigo, me

apoiaram na mudana e em todos os momentos. Luiz Bernardo, obrigada por tudo,

por revisar e me ensinar sempre. Samantha, obrigada por todos nossos momentos e

por estar comigo nos momentos mais difceis.

Aos meus amigos, tanto os que moram longe e aos que esto perto. Jssica

Eliane, voc com toda certeza a melhor pessoa que conheci nesses anos, se

tornou parte minha famlia, me ensinou e me ajudou em tudo, obrigada por estar

sempre comigo.

Ao meu orientador, Ms. Pedro Paulo Pereira, ao qual muito admiro, pela sua

dedicao, pacincia e conhecimentos direcionados ao meu aprendizado.

Agradeo tambm ao professor Dr. Vanderlei Aparecido de Lima pela ajuda

na interpretao dos dados pelo programa Statistica 8.0 e Pirouette 4.5.

Aos funcionrios do Laboratrio de Qumica, da UTFPR Pato Branco, pela

cesso das instalaes para realizao das prticas, em especialmente ao

estagirio Paulo Sergio Dornelles.

Ao LAQUA e todos seus estagirios, pelas anlises de reagentes e produtos

constantes desse TCC. Especialmente a Roberta Roncatti.

A Central de Anlise e seus estagirios, pelas anlises no IV e toda a ajuda

necessria. Especialmente ao Diego Henrique da Silva.

Enfim, a todos que acreditaram nesta vitria.

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RESUMO

BAPTISTA, Bruna C. da S. Transesterificao etlica do leo de girassol. 2015. 47 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao) - Curso de Bacharelado em Qumica. Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Pato Branco, 2015.

O leo de girassol possui alta relao de cidos graxos poli-insaturados/saturados, sendo que o teor de poli-insaturados constitudo, em sua quase totalidade, pelo cido linoleico. Nesse caso, possvel a realizao de transesterificao etlica a frio e produo dos steres etlicos, utilizando catalizadores como: NaOH e KOH. Essas reaes foram realizadas atravs da mistura da soluo cataltica bsica com leo, resultando, num produto que passou pelas etapas de lavagem e secagem para remoo da glicerina, lcool e gua, restando apenas o ster etlico do leo de girassol. Os produtos passaram por anlises fsico-qumica e espectroscopia na regio do infravermelho, mostrando que as condies utilizadas foram efetivas para a transesterificao do leo de girassol. Palavras-chave: Girassol; Transesterificao; ster etlico, Biodiesel

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ABSTRACT

BAPTISTA, Bruna C. da S. Transesterificao etlica do leo de girassol. 2015. 47 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao) - Curso de Bacharelado em Qumica. Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Pato Branco, 2015.

Sunflower oil has a high ratio of polyunsaturated fatty acid/saturated, wherein the polyunsaturated content is constituted almost entirely by linoleic acid. In this case, it is possible to perform cold transesterification ethyl and production of ethyl esters, using catalysts such as NaOH and KOH. These reactions were performed by mixing the oil with a basic catalytic solution, resulting in a product that has passed through the washing and drying steps to remove the glycerin, alcohol and water, leaving only the ethyl ester of sunflower oil. The products passed through physico-chemical and spectroscopic analysis in the infrared region, showing that the conditions used were effective in the transesterification of sunflower oil. Palavras-chave: Sunflower; Transesterification; Ethyl esters, Biofuel.

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Composio Tpica do leo de girassol em (%) ...................................... 16

Tabela 2 - Estudo das variveis do planejamento fatorial ......................................... 25

Tabela 3 - Estudo dos efeitos das variveis do planejamento fatorial 2 ................... 26

Tabela 4 - Caractersticas fsico-qumicas do leo .................................................... 29

Tabela 5 - ndice de acidez (IA) e cidos Graxos Livres (AGL) determinados para o

ster etlico ................................................................................................................ 31

Tabela 6 - Umidade e volteis do ster etlico ........................................................... 32

Tabela 7 - Densidade do ster etlico ........................................................................ 33

Tabela 8 - Tabela de converso dos steres etlicos com NaOH como catalisador .. 33

Tabela 9 - Tabela de converso dos steres etlicos com KOH como catalisador .... 36

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Reao de transesterificao. A, Equao geral para uma reao de

transesterificao. B, Equao geral da transesterificao de um triglicerdeo ........ 18

Figura 2 - Reao geral de transesterificao ........................................................... 19

Figura 3 - Esquema de um espectrmetro de FT-IR ................................................. 22

Figura 4 - Mudana na colorao do leo aps reao de transesterificao .......... 30

Figura 5 - ster etlico antes e aps separao com a glicerina em funil de

separao.................................................................................................................. 31

Figura 6 - Grfico de Pareto ...................................................................................... 34

Figura 7 - Superfcie de resposta da converso da transesterificao etlica do leo

de girassol ................................................................................................................. 35

Figura 8 - Grfico de Pareto ...................................................................................... 36

Figura 9 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 1.1 (1) e 1.2 (2) ............... 37

Figura 10 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 2.1 (1) e 2.2 (2) ............. 37

Figura 11 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 5.1 (1) e 5.2 (2) ............. 38

Figura 12 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 6.1 (1) e 6.2 (2) ............. 38

Figura 13 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 7.1 (1) e 7.2 (2) ............. 38

Figura 14 - Espectro de infravermelho dos steres etlicos 8.1 (1) e 8.2 (2) ............. 39

Figura 15 - Grfico de PCA ....................................................................................... 39

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LISTA DE ACRNIMOS E SIGLAS

ANP Agncia Nacional do Petrleo

AG cidos Graxos

AGL cidos Graxos Livres

IA ndice de Acidez

KOH Hidrxido de Potssio

NaOH Hidrxido de Sdio

PCA Anlise de componentes principais

FT-IR Espectrmetro de Infravermelho com Tranformada de Fourier

IR Radiao Infravermelha

10

SUMRIO

1 INTRODUO ....................................................................................................... 12

2 OBJETIVOS ........................................................................................................... 13

2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 13

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ............................................................................... 13

3 REFERENCIAL TERICO ..................................................................................... 14

3.1 COMPOSIO DO LEO E GORDURAS ......................................................... 14

3.2 MATRIAS-PRIMAS ........................................................................................... 14

3.2.1 leo de Girassol ............................................................................................... 14

3.2.2 Etanol Anidro .................................................................................................... 16

3.2.3 Catalisadores ................................................................................................... 17

3.3 BIODIESEL ......................................................................................................... 17

3.4 REAO DE TRANSESTERIFICAO ............................................................. 19

3.5 ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO COM TRANSFORMADA DE

FOURIER .................................................................................................................. 20

3.5.1 Espectrmetro de Infravermelho com Tranformada de Fourier (FT-IR) ........... 21

4 MATERIAIS E MTODOS ..................................................................................... 23

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