ESTERIFICAÇÃO DE ACIDO OLEICO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

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Ácido Oleico+ Etanol absoluto-------------------> Biodiesel+ água.

Para esterificação do acido oleico para produção de Biodiesel utilizou-se um biocatalizador de nano partículas magnéticas de ferro (Fe3O4)(NPM) como suporte para imobilização da lipase de Candida Antarctica do tipo B (Enzima CALB).

Foram adicionados 10 mg do biocatalizador num Erlenmeyer de 50 ml e após a enzima ser suspensa no liquido iónico posteriormente adicionou-se no meio reacional ácidos graxos e etanol. Relevante aferir que o % do biocatalizador em relação ao volume reacional foi de 1,67%.

A reação molar foi de 1:1 de [álcool]/[ácido], a uma temperatura de 37ºC, com uma carga oferecida de 30 U/g mol e uma velocidade de agitação de 150 rpm.

Segundo Silva et al (2012), a imobilização da enzima é realizada na presença do tampão de bicarbonato de 100 mM , pH 10,0 a 25 ºC, durante o tempo de 5h, sob agitação controlada. Assim sendo a enzima foi imobilizada exigindo maior estabilidade operacional e térmica.

Como a relação estequiométrica é de 1:1 determinou-se a massa de ácido e volume de Álcool Etílico absoluto. A massa molar do álcool é de 46, 07 g/mol, a massa molar do acido oleico é de 232,2 g/mol, sendo que a massa do acido oleico utilizada é de 0,6g, assim utilizando método matemático da regra de 3 simples notabilizou-se que a massa de álcool é de 0,119g.

Utilizando a equação 1, determinou-se o volume do álcool etílico, pela relação da massa em função da densidade, sendo que a densidade do álcool etílico é de 0,789 g/ml e a massa obtida foi de 0,119g observando assim um volume calculado de 151 ml.

Densidade= Equação 1.[pic 3]

A agitação de 150 rpm foi mantida constante para obter uma conversão significativa. O processo de reação foi avaliado segundo índice de acidez das amostras retiradas no tempo de 0,5horas, 1hora, 3 horas, 8 horas, 13horas, 24horas, 48horas, 63horas, 72horas e 96horas. Todo o experimento foi realizado em duplicada.

O tempo de reação para todos os experimentos foi fixado em 60 minutos, pois, segundo descrito por Rodrigues et Al (2005) apesar dos tempos superiores a 20 minutos não provocarem aumento na conversão reacional podem favorecer na observação cinética da reação como um todo.

Como a reação de esterificação não há formação de glicerol, o produto foi diretamente submetido a secagem para a retirada de água e do metanol residual.

Posteriormente a esta fase recuperou-se o catalizador por filtração magnética, separando a enzima do meio reacional.

Em seguida, pesou-se 0,023 g da amostra em um Erlenmeyer de 250 mL. Depois se adicionou 40 mL da solução de éter-álcool etílico (2:1), previamente neutralizada, agintado até a completa dissolução. Em seguida titulou-se com NaOH 0,1 N, na presença do indicador fenolftaleína a 1% até a coloração levemente rosa, persistente por 40 segundos. 0,30 mL de NaOH foi gasto na titulação da amostra.

Posteriormente, determinou-se o fator de correção da solução de NaOH 0,1N gasto na titulação e calculou-se o índice de acidez.

Com o calculo de índice de acidez obtido (equação 2) e o valor médio inicial do Índice de acidez determinou-se a discrepância do processo (equação 3).

Índice de acidez =Molaridade de NaOH*f*MM KoH*Equação 2[pic 4]

Discrepância = Equação 3[pic 5]

- RESULTADOS E DISCUSSÃO

Através deste experimento é possível denotar que a atividade da enzima é maximizada num nível especifico de hidratação.

Compreende-se que agitação de 150 rpm favoreceu a atividade da enzima, pois a agitação está intimamente relacionada com a taxa de cisalhamento, promovendo maiores interações entre a enzima e o suporte.

Com o aumento da taxa de cisalhamento notabilizou-se que pode ocorrer uma redução da atividade da enzima e consequentemente uma desnaturação da mesma.

Segundo Silva et al(2012), quanto ao efeito da carga enzimática entende-se que o aumento da carga enzimática leva a limitações difusionais e que pode explicar a baixa atividade do derivado.

A quantidade de enzima mobilizada manteve-se constante e a atividade máxima foi atingida em 1h40 min, indicando que ocorreu equilíbrio de interação entre a enzima e o suporte de forma rápida.

Utilizando a equação 2 obteve-se assim um fator de correção da titulação de 0,918 e um índice de acidez de 170,99.

Pelo valor de índice de acidez obtido observa-se que amostra de óleo estão abaixo dos parâmetros estabelecidos pela legislação (ANVISA, 1999) e que, portanto, o óleo analisado está adequado para uso.

A determinação do índice de acidez é extremamente relevante para a produção do biodiesel pois uma elevada acidez dificulta a reação de produção de biodiesel e um biodiesel acido pode provocar corrosão no motor ou deterioração do combustível.

Observou-se que o índice de acidez foi de 170,99 na reação, sendo que o índice de acidez inicial médio é de 172,55, logo uma discrepância de 0,089%.

Outra constatação observada foi a coloração rosa do biodiesel muito devido a presença da fenolftaleína como indicador na titulação realizada ( figura 2).

Figura 2- Mudança da coloração

[pic 6]

Fonte: Autor (2016)

- CONCLUSÃO

Através deste trabalho foi possível entender a importância de uso de processo de esterificação para produção de biodiesel, pois é um método alternativo na produção de biodiesel utilizando óleo de soja e etanol que são fonte renováveis. O processo de esterificação também utiliza as enzimas que são biodegradáveis e líquidos iônicos que são considerados solventes verdes.

Compreendeu-se que a esterificação é um método que não utiliza água como reagente e não há formação de glicerol como produto.

Notabilizou-se que o agitador, a temperatura e a enzima têm um papel preponderante na obtenção do biodiesel.

Em suma, denotou-se que a determinação do índice de acidez é extremamente relevante para a produção