ESTUDO DAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO BIODIESEL ORIUNDO DE CATÁLISE HETEROGÊNEA COM CLV98/900

Jocelia Silva Machado Rodrigues, Programa de Pós-graduação em Química-ppgq, Licenciada em Química, Universidade Federal do Sul e Suldeste do Pará-Unifesspa, jocysmr@gmail.com

Valtiane de Jesus Pantoja da Gama, Programa de Pós-graduação em Química-ppgq, Licenciada em Química, Universidade Federal do Sul e Suldeste do Pará-Unifesspa, valtianegama2@gmail.com

Jhemison Carmo da Silva, Programa de Pós-graduação em Química-ppgq, Graduado em Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Sul e sudeste do Pará-Unifesspa, jhemison@unifesspa.edu.br

Amilton dos Santos Barbosa Junior, Programa de Pós-Graduação em Química, Especialista em Química Ambiental, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará-Unifesspa. barbosajunior@unifesspa.edu.br

Silvio Alex Pereira da Mota, Programa de Pós-Graduação em Química, Doutor em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará-Unifesspa. silviomota@unifesspa.edu.br

RESUMO

Com o aumento do índice de poluição ambiental no mundo, sendo os veículos automotores responsáveis por uma grande parte desta poluição, tem crescido cada vez mais a busca por soluções viáveis para o problema, como o uso de biocombustíveis. Um dos biocombustíveis já utilizado é o Biodiesel que é adicionado no mínimo em 12% ao diesel comum no Brasil. Atualmente o Biodiesel é produzido via catálise homogênea de triglicerídeos com álcool de cadeia curta, como o etanol e metanol, no entanto a catálise homogênea apresenta alguns problemas como por exemplo a necessidade de uma matéria prima com alta pureza. Devido a isso, tem crescido cada vez mais os estudos de uso de catalisadores heterogêneos para produção de Biodiesel. Diante disso o presente trabalho objetivou fazer análises físico-químicas de um Biodiesel obtido via catálise heterogênea do óleo de fritura residual com etanol, utilizando como catalisador, o CLV98/900. No presente trabalho foram obtidos valores das propriedades de acordo com o esperado para o Biodiesel comercial.

Palavras chaves: Biodiesel. Catálise heterogênea. Análises físico-químicas.

INTRODUÇÃO

O índice de poluição ambiental no mundo, tem se tornado cada vez mais alto, sendo que os veículos automotores movidos a combustíveis derivados do petróleo são um dos maiores responsáveis por este aumento (DRUMM et al., 2014). De acordo com Santos et al. (2014), os veículos são responsáveis por cerca de 70 a 90% dos poluentes presentes no ar.

Segundo Freitas et al. (2016), uma alternativa que tem se mostrado cada vez mais crescente para tentar solucionar o problema é o uso de biocombustível. Esse produto energético pode ser produzido a partir de biomassas de origem vegetal ou animal, assim como de resíduos como o óleo de fritura (REIS, LIMA e PEREZ, 2017; VIERIRA et al., 2018). Além disso, os biocombustíveis apresentam vantagens por serem biodegradáveis, não tóxicos e renováveis.

Uma das rotas tecnológica viáveis para produção de biocombustíveis é a transesterificação, que dar origem ao Biodiesel. O Biodiesel é a mistura de monoésteres resultante da reação entre triglicerídeos, de origem vegetal ou animal, com um álcool de cadeia curta, como o metanol ou etanol e é atualmente adicionado em no mínimo 12% e no máximo 15% ao diesel comum vendido nos postos de combustíveis (ANP, 2020).

A reação de produção de Biodiesel precisa ocorrer na presença de um catalisador para ter melhor desempenho reacional e melhor rendimento. Atualmente o tipo de catálise mais utilizado é a catálise homogênea básica, no entanto esse tipo de catálise requer uma matéria prima com alta pureza, sem a presença de ácidos graxos livres, tornando o processo de produção mais caro por necessitar de tratamento prévio (VIEIRA et al. 2018). Uma alternativa para esse problema seria o uso de um catalisador heterogêneo, por isso tem crescido cada vez mais os estudos nesse sentido (JOÃO et al., 2020; RIBEIRO et al., 2020; MOREIRA et al., 2019).

Diante disso, o presente trabalho, tem como objetivo mostrar os resultados de uma caracterização físico-química (Índice de acidez, Índice de saponificação, Índice de Ester, Teor de ácidos graxos livres e Densidade), em um Biodiesel produzido via catálise heterogênea do óleo de soja residual com etanol, utilizando o CLV98/900 como catalisador, o qual é sintetizado a partir do resíduo industrial Lama Vermelha.

METODOLOGIA

O Biodiesel do presente estudo foi produzido via catálise heterogênea com catalisador CLV98/900 a partir do óleo de fritura residual com etanol na proporção molar óleo/álcool de 1:12 a temperatura de 70°C e tempo de 30 min. Todas as análises foram realizadas do Laboratório de Polímeros e Transformação de Materiais-LPTM, da Universidade Federal do Sul e Suldeste do Pará-Unifesspa.

Índice de acidez.

O índice de acidez foi feito de acordo com a norma AOCS Cd3d-63. O índice de acidez quantifica a quantidade de miligramas(mg) de KOH necessários para neutralizar os ácidos graxos livres presentes em 1 grama(g) de amostra. 

Índice de saponificação.

O índice de saponificação indica a quantidade de miligramas(mg) de KOH necessários para neutralizar os ácidos graxos livres e saponificar os ésteres presentes em 1 grama(g) de amostra e foi determinado segundo o método oficial AOCS Cd 3-25.

Índice de Ester.

O índice de éster foi calculado pela Equação 1:

Índice de Éster = Índice de Saponificação - Índice de Acidez (1)

Teor de ácidos graxos livres.

A acidez de um óleo ou gordura pode ser determinada em porcentagem de ácidos graxos livres (%AGL). O teor de AGL foi determinado de acordo com a Equação 2:

%AGL=0,503 x Índice de Acidez (2)

Densidade.

A densidade foi calculada com o auxílio de um picnômetro de acordo com o método oficial AOCS Cc 10c-95 e aplicando na Equação 3:

RESULTADOS E DISCUSSÃO 

Na Figura 1 é apresentada uma tabela com os valores das propriedades fisíco-químicas do Biodiesel estudado durante o desenvolvimento deste trabalho.

Figura 1-Valores das propriedades físico-química do Biodiesel.

Como é possível observar na Figura 1, o índice de acidez do Biodiesel estudado é de 0,490mgKOH/g. Esse valor se encontra dentro do limite estabelecido pela resolução ANP Nº 45, de 25.8.2014 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis-ANP, que é de 0,500mgKOH/g. O índice de acidez é uma propriedade bem relevante, visto que um alto índice de acidez pode causar problemas de corrosão nos motores ao utilizarem o Biodiesel (ANP, 2020; SOUZA et al., 2009).

Outro parâmetro analisado foi a densidade ou massa específica e teve como valor encontrado 882 Kg/m3 (0,882g/mL). Essa propriedade também é estabelecida pela resolução ANP Nº 45, de 25.8.2014, com valor de 850 a 900 Kg/m3, ou seja, o valor encontrado estar na faixa estabelecida pela legislação vigente (ANP, 2020).

O índice de saponificação não tem valores estabelecidos pela agência regulamentadora, no entanto os valores encontrados estão de acordo, ou bem próximos, com os apontados pela literatura (OLIVEIRA et al., 2012; GOMES, 2010). O índice de saponificação é uma análise importante para verificar o grau de deterioração do material, bem como identificar possíveis alterações na matéria prima utilizada para produção do Biodiesel (SOUZA, 2014; CONTENTE, 2016).

Índice de ésteres e teor de ácidos graxos livres também não tem valores estabelecidos pela ANP, e não foi encontrado na literatura trabalhos que estudaram tais propriedades para o Biodiesel. No entanto são análises que trazem informações adicionais sobre produto obtido.

O índice ésteres indica quanto dos ácidos graxos presentes estão na forma de ésteres no material analisado. E o teor de ácidos graxos expressa a porcentagem de ácidos graxos livres presentes na amostra (VIEIRA et al., 2018; VASCONCELOS e GODINHO, 2002).

CONCLUSÕES

Pode-se concluir, através do estudo realizado que o Biodiesel obtido via catalise heterogênea do óleo de soja residual e etanol apresenta propriedades físico-químicas dentro da faixa esperada para alguns parâmetros estabelecidos pela ANP, o que possibilitaria após a realização de análises de eficiência, uma possível utilização em motores a diesel.

AGRADECIMENTOS

Fapespa; Capes; PPGQ; Unifesspa.

REFERÊNCIAS 

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