Engenharia Química / Processos Orgânicos
DESENVOLVIMENTO DE MODELAGEM CINÉTICA PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DA
MISTURA DOS ÓLEOS DE MAMONA E SOJA EM DIFERENTES CONDIÇÕES REACIONAIS.
Rebeca Oliveira Souza Maia
[email protected]
Paloma Pereira Cacique
João Pedro da Silva Moreira
Graduandos em Engenharia Química -Universidade Salvador - Unifacs
Alexandre Pereira Wentz
Prof. Dr./Orientador
Introdução
O emprego do biodiesel como fonte de energia vem sendo uma alternativa interessante para o desenvolvimento
sustentável nas áreas ambiental, social e econômica. Esse bicombustível apresenta vantagens sobre os combustíveis
fósseis por ser renovável, possuir baixa toxicidade e ser biodegradável.
A soja é a matéria-prima mais utilizada atualmente para a produção do biodiesel. No entanto, outras oleaginosas já estão
sendo ingressadas nesse setor energético. Dentro dessa perspectiva, o óleo de mamona apresenta características que
se mostram atraentes à produção de biodiesel. Este possui uma característica positiva que é a estabilidade oxidativa,
sendo este um problema enfrentado pelo óleo de soja. No entanto, também apresenta alguns pontos negativos, como
alta densidade e viscosidade.
A modelagem cinética da reação do biodiesel é uma ferramenta a partir da qual é possível avaliar, através de simulações
do processo, a influência das variações de parâmetros no equilíbrio da reação, estimar resultados através de dados
simulados com dados experimentais e realizar otimização do processo. A modelagem também é utilizada no
desenvolvimento e construção de reatores químicos para aplicação em escala industrial.
Métodos
Inicialmente, foram feitas análises em torno das razões mássicas da mistura dos óleos, soja e mamona, caracterizandoas e avaliando-as com diferentes proporções (total de 9 blends), de acordo com os ensaios de Teor de Umidade (AOCS
Official Method Ca 2b-38), Índice de Acidez (AOCS Official Method Cd 3d-63), Ácidos Graxos Livres (AOCS Official
Method Ca 5a-40), Índice de Peróxidos (AOCS Official Method Cd 8-53), Índice de e Índice de Iodo (AOCS Official
Method Cd 1-25).
Realizaram-se reações de transesterificação com estes blends, no reator Mettler Toledo Labmax, para posterior
avaliação de cada biodiesel através das análises de Teor de Éster (EN/ISO 14103), Teor de Água (ASTM 6304), o Índice
de Acidez (ASTM D664), o Ponto de Entupimento (ASTM D6371), o Ponto de fulgor (ASTM D93), Mono, di, triacilglicerol
(ASTM D6584), Corrosividade ao cobre (ASTM D130), Massa específica (ASTM D4052) e Viscosidade cinemática
(ASTM D445). Na etapa conseguinte, iniciaram as reações com esse blend, onde, baseando-se em referências
bibliográficas, definiram-se as condições reacionais para a razão molar entre o óleo e o álcool (metílico), tempo e
temperatura de reação e quantidade de catalisador, definindo-se os valores máximos e mínimos.
Resultados e Discussão
A proporção de 30% em massa de óleo de mamona e 70% em massa de óleo de soja foi escolhida como melhor, dentro
dos 9 blends analisados. E obteve como resultado de caracterização 0,27 mg/g de amostra de Ácidos Graxos Livres,
0,45 mg/g de amostra de Teor de acidez, 1,11 meq/Kg de Índice de Peróxidos, 70,13 meq/Kg de Índice de Iodo e 203,08
mg/Kg de Teor de Umidade. Estando todos os resultados dentro das especificações.
A especificação da melhor condição reacional, onde a temperatura escolhida foi a de 25°C, o tempo reacional de 20
minutos, a proporção de catalisador 2% e a razão álcool/óleo de 6/1, veio no intuito de minimizar os gastos energéticos,
aumentar o rendimento do processo e diminuir o gasto com as substâncias utilizadas.
Com o Biodiesel já produzido, obteve-se como resultado de caracterização os seguintes valores, 99,7% de Teor de
ésteres, 0,112 % de Monoacilglicerídeo, 0,106 % de Diacilglicerídeo, 0,006 % de Triacilglicerídeo, 4,2 mg/g de amostra
de Teor de acidez, 328 mg/Kg de Teor de Umidade, -9°C de Ponto de Entupimento, 172°C de Ponto de Fugor, 896
Kg/m³ de Massa especifica à 20°C e 5,8 mm/s² de Viscosidade Cinemática. Estando todos os valores dentro das
especificações.
Conclusões
De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que a proporção de 30% em massa de óleo de mamona e 70% de
massa de óleo de soja demonstrou melhor eficácia, para sua conseguinte aplicação no estudo cinético. Os testes de
qualidade, citados em metodologia, demonstraram que o biodiesel produzido por este blend, possui potencial de
produção, ao atender todas as especificações das normas ASTM. Sua taxa de conversão em éster também foi a maior,
considerando uma margem de erro de 0,5%, os dados afirmam uma produção de biodiesel de 99,7%, caracterizando o
melhor resultado. Visto que o projeto destina seus avanços à aplicação na Usina de Biodiesel do Território de Irecê –
Bahia, que possui vasta plantação de mamoneiras, à proporção que melhor atenderia as exigências, para início do
estudo cinético, e no intuito de auxiliar na projeção de reatores, seria a citada acima.
Trabalho de Iniciação Científica Voluntária
Palavras-chave: Biodiesel / Blends / Estudo Cinético