Engenharias / Engenharia Química / Reatores Químicos
DESENVOLVIMENTO DE MODELAGEM CINÉTICA PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DA
MISTURA DOS ÓLEOS DE MAMONA E SOJA EM DIFERENTES CONDIÇÕES REACIONAIS.
João Pedro da Silva Moreira
[email protected]
Graduando em Engenharia Química - Universidade Salvador - UNIFACS
Paloma Pereira Cacique
Rebeca Oliveira Souza Maia
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. Ainda hoje a soja é a matéria-prima mais utilizada para produção,
tendo dentre as outras oleaginosas, o óleo de mamona apresentando características peculiares que se mostram
atraentes à produção de biodiesel (Ogunniyi, 2009). Este óleo possui uma característica positiva que é a estabilidade
oxidativa, sendo este um problema enfrentado pelo óleo de soja. Assim, a mistura entre eles visa uma melhora na
qualidade do biodiesel, ampliando os pontos positivos e minimizando os pontos negativos.
A cinética de uma reação de biodiesel é importante para a análise da produção, visto que através deste estudo é
possível verificar o tempo mínimo de uma reação sem que a conversão máxima dos óleos seja influenciada.
A modelagem cinética da reação 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 ser utilizada nas etapas de desenvolvimento e construção de reatores químicos
para aplicação em escala industrial.
Métodos
Foram feitas análises em torno das razões mássicas da mistura dos óleos, soja e mamona (5 blends), caracterizando-as
com diferentes proporções, 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) e Índice de Iodo (AOCS Official Method Cd 1-25).
Posteriormente, realizaram-se reações de transesterificação com estes blends para consecutiva avaliação de cada
biodiesel produzido 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).
Definiram-se posteriormente 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, para encontrar o ponto
ótimo de reação, tendo a glicerina gerada reaproveitada no processo de produção, atuando como corretora da acidez do
biodiesel.
Resultados e Discussão
Nas análises de óleo no blend 30% óleo de mamona e 70% óleo de soja obtiveram-se resultados de Ácidos graxos livres
de 0,27% de AGL, acidez de 0,45 mg/g da amostra, Índice de Peróxidos de 1,11 meq/Kg, Índice de Iodo de 70,13 meq/Kg
e a Umidade de 203,08 mg/Kg. Os Ácidos Graxos Livres tem especificação máxima de 0,57% de AGL, a Acidez de 0,3
mg/g de amostra, Índice de peróxidos máximo de 10 meq/Kg, Índice de Iodo entre 120 e 143 meq/Kg e Umidade máxima
500 mg/Kg. Os resultados foram satisfatórios, exceto no índice de Iodo, porém o menor valor deste, implica em uma
maior estabilidade oxidativa, efetivando a ação do óleo de mamona no blend.
Na análise do biodiesel produzido do blend citado, foram obtidos resultados de Acidez de 2,9 mg/g da amostra, Umidade
de 366 mg/Kg, Ponto de Entupimento de -8°C, Ponto d e Fulgor de 187°C, Massa específica de 894 Kg/m³ e Viscosidade
de 5,5 mm/s². As especificações das análises tem valor de acidez máxima de 0,5 mg/g da amostra, Umidade máxima de
500 mg/Kg, Ponto de entupimento de 19°C, Ponto de F ulgor mínimo de 100°C, Massa específica entre 850 e 900 Kg/m³
e Viscosidade entre 3 e 6 mm/s².
O tratamento da acidez do biodiesel foi feito com glicerina de processo, afinal o valor estava fora da especificação,
obtendo resultado de 0,34 mg/g de amostra.
Conclusão
Diante dos 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, atende todas as especificações das
normas ASTM/ANP, confirmando seu potencial de produção. 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 entre os blends em estudo. Visto que o projeto destina seus avanços à aplicação na Usina de Biodiesel
do Território de Irecê – Bahia, o qual possui uma planta piloto em estudo, essa seria à proporção que melhor atenderia
as exigências, no intuito de um melhor ajuste do processo produtivo.
Instituição de fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: Biodiesel / Óleo de soja / Óleo de mamona / Transesterificação