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
Introdução
Reduzir 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)
CH2OCOR1
CHOCOR2
+
3 ROH
C
CH2OH
+
R3-COOR
CH2OCOR3
Triglicerídeos
R1-COOR
R2-COOR
Álcool
Ésteres
Tabela 2: Rendimento médio em triplicata, utilizando óleo de girassol refinado com
tempo de reação de 3h.
Temperatura (°C) Biodiesel(%) Glicerina (%) Reagentes (%) Perdas (%)
26
55
75
70
68
67
10
16
15
10
9
10
10
7
7
CHOH
CH2OH
Glicerol
Figura 1: Esquema de síntese de biodiesel (monoésteres) e glicerol. C = catalise
básica (NaOH, KOH, MeONa, EtONa) ou ácida (ácido sulfúrico).
Objetivos
Encontrar 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).
Metodologia
Em 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).
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 (%)
Reagentes (%)
Perdas (%)
70
14
10
6
71
11
8
10
69
11
8
12
Fazendo uma comparação entre rendimento obtido com metanol e etanol verificou-se
uma diferença de 2% a mais no teor de ésteres metílicos.
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 (%)
74
70,5
72
Glicerina (%)
12,16
13,21
12,7
Perdas (%)
13,84
16,3
15,3
Tabela 5: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com
tempo de reação de 30 minuto, à temperatura ambiente (24°C), utilizando metanol
Biodiesel (%)
75
75
72,5
Glicerina (%)
9,5
9,5
9,5
Reagentes (%)
5
5
4,8
Perdas (%)
10,5
10,5
10,6
Tabela 6: Rendimento médio em triplicata utilizando óleo alimentar usado, com tempo
de reação de 30 minutos, à temperatura ambiente (24°C), utilizando etanol
Figura 2: Sistema reacional com
condensador de refluxo e agitação
magnética
Figura 3: Funil de separação contendo
biodiesel e glicerol
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.
Figura 4: Funil de separação contendo biodiesel,
processo de lavagem do biodiesel
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
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%.
Conclusões
A 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.
Resultados
O Rendimento médio foi de 70% em biodiesel, 16% em glicerina, 10% em reagentes
(álcool) e 4% em perdas (Tabela 1).
Tabela 1- Rendimento médio das triplicatas à 55°C, utilizando óleo de girassol refinado.
Tempo (h)
24h
12h
3h
Biodiesel (%)
70
70
68
Glicerina (%)
16
16
16
Reagentes (%)
10
10
9
Perdas (%)
4
4
7
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) observase uma taxa de conversão de 90% doa ácidos graxos presentes em ésteres etílicos.
Bibliografia
ALMEIDA, 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, Bioresource
CRUZ, 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