A Química Somando Forças: Ensino e Pesquisa com Empreendedorismo e Inovação
Produção de biodiesel a partir de óleos com alta acidez através de um
catalisador heterogêneo produzido do subproduto da extração de óleo
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Thérèse E. Cibaka (IC), Flávia Gontijo da Silva (IC), Eleonice M. Santos (PG) Ana Paula Teixeira (PQ), Maria
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Helena Araújo (PQ) , Rochel Montero Lago (PQ)
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Departamento de Química – UFMG, Avenida Presidente Antônio Carlos, 6627 Pampulha, Belo Horizonte - MG, Brasil
*e-mail:[email protected]
Palavras chave: biodiesel, catálise heterogênea, ácido oleico, esterificação
INTRODUÇÃO
Um grande desafio para a produção de biodiesel é o
aproveitamento de óleos com elevada acidez livre ou de
baixa qualidade. No processo convencional uma etapa
adicional é realizada com ácido sulfúrico como
catalisador para diminuir o conteúdo de ácidos graxos
livres, que representa graves problemas para a
purificação do biodiesel1. Sob esse aspecto,
catalisadores heterogêneos vêm sendo desenvolvidos na
expectativa de superar esses problemas. Neste trabalho
um novo catalisador heterogêneo ácido foi produzido a
partir do sub produto da extração do óleo (torta), por
meio da reação de sulfonação.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A torta de girassol usada neste trabalho foi submetida a
vários testes de sulfonação e caracterização por diversas
técnicas - Raman, TG,TG/MS FTIR, titulação
potenciométrica e MEV (apresentado na figura 1). O
melhor material – CK2 - foi conseguido com 2 horas de
reação com ácido sulfúrico concentrado a 120°C,
seguido por lavagem até pH 7 com água destilada, e
seco a 80°C por 12 horas.
Figura 2: Esterificação de C18:1 com diferentes
concentrações de CK2 e H2SO4 como controle.
Os resultados mostram que a reação com 20% de CK2
apresentou maior rendimento - 94% de esterificação,
muito próximo ao controle com 1% H2SO4. Em testes de
reusabilidade do catalisador o percentual de esterificação
nos dois primeiros ciclos de reuso se mantiveram altos
(>80%) e após 4 ciclos o percentual foi de 48% de
esterificação.
O material ainda foi avaliado quanto a capacidade a
absorção de água, gerada durante a esterificação que
diminui a qualidade do biodiesel. No teste da adsorção
de água o material CK2 foi capaz de adsorver 30
gH2O/gcatalisador. Como ilustrado no processo abaixo:
Figura 3:
Proposta de
catálise pelos
grupos
sulfônicos e
adosrção de
água.
Figura
1: Imagens de SEM/EDS do material antes (CK) e após
(CK2) e após a reação de sulfonação.
Como mostrado na Figura 1 o material após a reação de
sulfonação apresenta grupos sulfônicos que são
altamente ativos para reação de esterificação para
produção de biodiesel – Figura 2.
Para avaliar o material como catalisador ácido para
esterificação de ácidos graxos livres, diferentes
proporções (5, 10 e 20%) do material foi adicionado a
reação com ácido oleico e metanol em razão molar 1:6.
Como controle foram usados para mesma reação de
esterificação 1% de H2SO4 e carvão comercial sulfonado
nas mesmas condições que CK2.
CONCLUSÕES
Após o processo de aromatização/sulfonação, a torta obtida da
extração de óleo pode ser convertida em um novo catalisador
heterogêneo altamente eficiente para esterificação óleos com
elevada acidez livre. A reusabilidade e a capacidade de
adsorver a água do processo são vantagens importantes para
aplicação desse catalisador no processo de produção de
biodiesel a partir de óleos vegetais de baixa qualidade.
AGRADECIMENTOS
FAPEMIG,CNPq, CAPES, CM-UFMG, DQ/QUFMG
REFERÊNCIAS
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Borges, M. E.; L. Díaz. Renew. Sust. Eng. Rev. 2012, 16, 2839-2849.
XXVIII Encontro Regional da Sociedade Brasileira de Química – MG, 10 a 12 de Novembro de 2014, Poços de Caldas - MG