Produção e caracterização físico-química de biodiesel obtido por transesterificação do óleo de soja e da mistura dos óleos de soja, canola, milho e girassol”

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A maior parte do biodiesel atualmente produzido no mundo deriva do óleo de soja, utilizando metanol e catalisador alcalino4, porém, todos os óleos vegetais, enquadrados na categoria de óleos fixos ou triglicerídeos, podem ser transformados em biodiesel2.

Fatores como a geografia, o clima e a economia determinam o óleo vegetal de maior interesse para uso potencial nos biocombustíveis. Os óleos vegetais mais comuns, cuja matéria prima é abundante no Brasil, são soja, milho, amendoim, algodão, babaçu e palma5. A soja é considerada a rainha das oleaginosas, mesmo possuindo um teor de óleo que varia de 18 a 22% (teor médio de 20%) 9, dispõe de uma oferta muito grande, pois quase 90% da produção de óleo no Brasil provêm da oleaginosa. Já o óleo de canola é o preferido para a produção de biodiesel na Europa desde 2005, parcialmente porque a canola produz mais óleo por unidade de área de solo (teor de óleo 40-45%) comparada com outras fontes de óleo como a soja. Porém, devido ao alto custo da cultivação, prensagem e da refinação do óleo de canola, este custa mais caro do que o diesel tradicional e é menos produzido no Brasil. Mas, mesmo assim, este vem sendo oferecido ao público em uma rede de postos com incentivo a preços entre 5 e 10% abaixo do diesel tradicional 10.

O presente trabalho traz uma perspectiva do desenvolvimento de dois biodieseis, um à base de soja e outro a partir da mistura dos óleos de soja, canola, milho e girassol, com o propósito de estudar as características físico-químicas para aplicações em bioenergia. Dessa maneira serão utilizados como método de produção a transesterificação, e como processos de caracterização a especificação da densidade, viscosidade e acidez, além da técnica de cromatografia de camada delgada (CCD).

A viscosidade e a densidade, propriedades fluidodinâmicas de um combustível, importantes no que diz respeito ao funcionamento de motores de injeção por compressão (motores diesel), exercem grande influência na circulação e injeção do combustível7. A determinação de acidez dos óleos vegetais será efetuada para conhecer o teor de ácidos graxos livres nos mesmos8.

A CCD é considerada uma técnica bastante simples que pode ser utilizada de forma qualitativa, mas bem eficiente, para avaliar se a conversão em ésteres metílicos foi completa e, conseqüentemente, se houve a produção de biodiesel2.

Objetivos e metas

O trabalho será dividido em duas partes: A) Produção de biodiesel a partir de óleos vegetais e, B) Caracterização das amostras de biodiesel.

A) Produzir biodiesel por transesterificação do óleo de soja e da mistura soja, canola, milho e girassol. Etapas:

- Revisão Bibliográfica. Será realizada uma extensa pesquisa bibliográfica sobre o assunto. Tal pesquisa poderá servir como base para pesquisas.

- Preparação dos biodieseis. Os biodieseis serão produzidos por reação de transesterificação alcoólica catalisada por base forte em temperatura ambiente.

- Purificação dos biodieseis. Os biodieseis passarão por processo de decantação, lavagem e filtração. Assim será possível a obtenção de biocombustíveis com maior grau de pureza e baixo teor de umidade, pois, a presença de altos teores de umidade no combustível prejudica a combustão, além de acelerar a deteriorização, do biodiesel pelo desenvolvimento de colônias de bactérias. 11

- Caracterizar as amostras de biodiesel através da comparação dos resultados obtidos nas análises. Etapas:

- Verificação da conversão do óleo em ésteres metílicos. Será verificado através da técnica de Cromatografia em Camada Delgada (CCD) utilizando como padrão o oleato de metila.

- Determinação da densidade. A densidade será determinada por picnômetria. O controle da densidade do biocombustível é importante, pois certos valores de densidade muito altos ou muito baixos podem causar variações no funcionamento dos motores. 8

- Determinação da viscosidade. Será realizado por procedimento simples de escoamento das amostras. A viscosidade é importante, pois é seu valor que determina com que facilidade o combustível será bombeado até a câmara de combustão, assim como a uniformidade da queima do mesmo. 12

- Determinação da acidez. Será determinado por titulação com hidróxido de sódio padronizado. Assim será possível obter o número de acidez total, que permite a avaliação da presença de contaminantes no óleo. 13

- Elaboração do relatório científico. Após o término dos trabalhos experimentais será realizado o tratamento dos dados e a elaboração do relatório final.

- Apresentação do trabalho para banca examinadora. Após a elaboração do relatório final os resultados serão apresentados em sala de aula para banca examinadora.

Metodologia e estratégia de ação

Metodologia 1. Produção do Biodiesel

1. Produção do Biodiesel 6

Será preparada a mistura de 28 mL de metanol PA com 1 g de hidróxido de potássio (KOH) utilizando um erlenmeyer de 250 mL. Procedimento realizado em capela com devido EPI.

A mistura será agitada magneticamente com a boca do erlenmeyer coberta com papel alumínio. O aquecimento do agitador estará desligado.

Após a completa dissolução do hidróxido de potássio no metanol, será interrompida a agitação. Serão adicionados 100 g de óleo de soja refinado comercial, a boca do frasco será novamente coberta com papel alumínio e reiniciará a agitação por tempo estimado de 60 minutos.

Ao término da agitação o conteúdo será transferido para uma proveta de 250 mL.

2. Purificação do biodiesel

A mistura será transferida para um funil de separação de 250 mL para permitir a decantação e separação das fases. Tempo de separação estimado em uma hora.

A fase inferior será recolhida em uma proveta de 50 mL e descartada em um frasco reservado. A fase superior (biodiesel) será recolhida em proveta de 250 mL. Os volumes obtidos serão anotados.

O biodiesel será retornado ao funil de separação (lavado com detergente e seco) para o procedimento de purificação.

A lavagem será feita com 10 mL de solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) 5% (v/v). Este