ESPECIFICAÇÃO DO BIODIDESEL A PARTIR DE ANÁLISES DE QUALIDADE

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1 ESPECIFICAÇÃO DO BIODIDESEL A PARTIR DE ANÁLISES DE QUALIDADE Rosenira Serpa da Cruz 1 Ana Maria de Oliveira 2 José Adolfo de Almeida Neto 3 Mônica de Moura Pires 4 Jaênes Miranda Alves 5 Cezar Almeida Menezes 6 Sabine Robra 7 RESUMO: Desde a implantação da planta-piloto na Universidade Estadual de Santa Cruz têm sido feitos laudos em instituições de renome nacional para controle de qualidade do biodiesel produzido a partir de óleos e gorduras residuais pela via metílica. Os resultados têm mostrado uma evolução no sistema de produção, sendo que nos últimos laudos realizados em 2004, com esse biodiesel, somente quatro parâmetros não atendiam aos valores determinados pela resolução ANP. Palavras-chave: Controle de qualidade, transesterificação, OGR 1 INTRODUÇÃO Nos últimos anos, o estudo de fontes alternativas aos derivados de petróleo tem sido incentivado por vários centros de pesquisa do mundo. Apesar dos possíveis benefícios ambientais no emprego de óleos vegetais como substituto ao diesel, barreiras do ponto de vista econômico e ético motivaram a busca de matérias-primas alternativas para a produção de biocombustíveis (ABREU et al., 2004). 1 DS em Química, Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), roserpa@uesc.br 2 DS em Química, UESC, amaria@uesc.br 3 Doutorando UK/UESC, jalmeida@uesc.br 4 DS em Economia Rural, UESC, mpires@uesc.br 5 DS em Economia Aplicada, UESC, jaenes@uesc.br 6 Mestrando em DRMA/UESC, cezaralmeida@terra.com.br 7 Mestranda em DRMA/UESC, srobra@web.de. 772

2 Dentro desse contexto, o aproveitamento energético de óleos e gorduras residuais (OGR) descartados nos processos de fritura é importante sob o ponto de vista da saúde humana, bem como para o meio ambiente e para a economia do país. Sua utilização possibilita a produção de um combustível de alto valor energético, podendo substituir o diesel e o óleo combustível derivados do petróleo (ANGGRAINI, 1999). Comparativamente ao diesel, éster de OGR possui a vantagem de não emitir, na combustão, compostos de enxofre, ser rapidamente biodegradado no solo e na água, além das vantagens do ponto de vista do balanço energético (KRAUSE et. al., 1999). Partindo-se dessas pesquisas, a Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), implantou em março de 2000, uma unidade de transesterificação em batelada com capacidade nominal para processar diariamente até 1400 kg de matéria-prima, podendo atingir uma produção de até 400 T/ano de biodiesel. Ela opera desde 2001 com OGR coletados em 40 estabelecimentos comerciais das cidades de Ilhéus e Itabuna, Bahia. Este trabalho objetiva analisar a qualidade do biodiesel de OGR, produzido na planta piloto da UESC tomando como referência as normas de qualidade da ASTM e da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), a partir dos vários laudos de qualidade obtidos junto a renomadas instituições nacionais. 2 MATERIAL E MÉTODOS O biodiesel produzido entre 2000 e 2004, no sistema de batelada, a partir da transesterificação de óleos e gorduras residuais, coletados nas cidades de Itabuna e Ilhéus, Bahia, pela via métilica foi submetido a análises de parâmetros físico-químicos em quatro institutos: Instituto de Tecnologia do Paraná (TECPAR), Instituto Nacional de Tecnologia (INT), Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e Refinaria Landulfo Alves. Os parâmetros monitorados e as metodologias adotadas foram: ponto de fulgor (ASTM D93); água e sedimentos (ASTM D2709); viscosidade cinemática (ASTM D445); cinzas sulfatadas (ASTM D874); enxofre total (ASTM D4294); corrosividade ao cobre (ASTM D130); número de cetano (ASTM D613); ponto de entupimento de filtro a frio (ASTM D6371); resíduo de carbono (ASTM D189); índice de acidez (ASTM D664); glicerina livre (ASTM D6584); glicerina total (ASTM D6584); aspecto (visual); destilação sob pressão reduzida, recuperado 95% (ASTM D1160 e D11); massa específica a 20 o C (ASTM D4052; teor de metanol ou etanol (pren14110); índice de iodo (pren14111); monoglicerídeos (ASTM D6584); diglicerídeos (ASTM D6584); triglicerídeos (ASTM D65840); metais alcalinos, Na + K (INT: 773

3 espectrometria de emissão por chama, IPT: espectrometria de absorção atômica com procedimento interno denominado DQ-LAQI-AA-002, TECPAR: método utilizado não especificado); fósforo (INT: colorimetria, IPT: espectrometria por plasma indutivamente acoplado (ICP) com procedimento interno denominado DQ-LAQI-AA-002, TECPAR: método utilizado não especificado); estabilidade à oxidação (pren14112) e poder calorífico superior (ASTM D4809). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO O uso da mistura B2 (2% de biodiesel e 98% de diesel), autorizada em janeiro de 2005 pelo governo federal, implica na necessidade de caracterização e adequação desse combustível às normas estabelecidas pela ANP (RANP 42). Vislumbrando tal necessidade, o Grupo de Bioenergia e Meio Ambiente da UESC tem procurado avaliar o biodiesel produzido na planta piloto. Os resultados dos laudos, a partir de diferentes bateladas de biodiesel no período de 2000 a 2004 são apresentados na Tabela 1. As análises referem-se ao B2 e B100 (biodiesel puro). Os resultados obtidos nos laudos de controle de qualidade indicam uma melhora no desempenho da planta piloto ao longo do tempo. Isto deveu-se a melhor qualidade dos OGR coletados e utilização de quantidades estequiométricas de reagentes na produção de biodiesel. Observa-se que no laudo de 2004 somente o ponto de fulgor, os resíduos de carbono, o teor de metais alcalinos (Na+K) e o teor de metanol ou etanol não atendem aos limites estabelecidos na especificação do biodiesel. Tabela 1 - Análises físico-químicas de amostras de biodiesel produzido a partir de OGR, Planta Piloto, UESC, Bahia CARACTERISTICAS LIMITES (1) Ano INT Landulfo Alves TECPAR INT*(2) Ponto de Fulgor (ºC) mín ,5 64*(3) 58 Água e sedimentos (% volume) máx. 0,05 <0,05 <0,20 <0,05 <0,05 *(4) IPT <0,05 Viscosidade cinemática a 40ºC (mm 2 /s) B100 Viscosidade cinemática a 40ºC (mm 2 /s) B2 2,5 a 5,5 5,66 5,39 6,55 6,57 6,5 2,5 a 5, ,16 3,

4 Cinzas sulfatadas (% massa) Enxofre total (% massa) máx. 0,02 0,01 0,022 <0,001 máx ND 0,17 ND 0,0005 0,0057± 0,0001 <0, <0,01 Corrosividade ao cobre 50ºC máx. 1 1A 1 1B 1B 1A Número de cetano mín EE 46,5 (B20) 54 Ponto de entupimento de filtro a frio (ºC) B100 Ponto de entupimento de filtro a frio (ºC) B2 Resíduo de carbono (% massa) Índice de acidez (mgkoh/g) Anotar Anotar máx. 0,05 2, ,214 0,228± 0,018 0,17 máx. 0, ,37 0,33 0,29 Glicerina livre (% massa) máx. 0, , Glicerina total (% massa) máx. 0, , Aspecto (visual) LII (5) LII(5) Destilação sob pressão reduzida, recuperado 95% (ºC) Massa específica a 20ºC (Kg m 3 ) B100 máx *(6) amarelo, turvo, isento de mat. em suspensão 291,0 Rec. 80% LII(5) LII(5) ,7 890 Massa específica a 20ºC (Kg m 3 ) B *(6) , Teor de metanol ou etanol (% massa) máx. 0, ,31 0,5M 0,05E Índice de iodo (% massa) Anotar , ,0 Monoglicerídeos máx. 1, , Diglicerídeos máx. 0, , Triglicerídeos máx. 0, ,

5 Metais alcalinos Na + K (mg/kg) máx ,2 70,7 (Na) 53,8 (K) 36 Fósforo P (mg/kg) máx ND 0,6 <5 Estabilidade à oxidação (h) mín > Poder calorífico superior (kcal/kg) EE Ensaio em execução, ND- Não detectado ao nível de, (1) Limites da TECPAR foram estabelecidos conforme a portaria ANP 255, (2) Óleo Diesel Petrobrás componente das misturas B2 (Viscosidade cinemática 40ºC (mm 2 /s) - 3,27 e Massa específica 20ºC (kg/m 3 ) 852,7), Óleo Diesel INT componente das misturas B20 (Número de cetano 46,0), (3) Valor provável, (4) Só foi evidenciada a presença de sedimentos ( 0,02%vol./vol), (5) Límpido e isento de impurezas, (6) A TECPAR utilizou somente o valor de 889 como limite e não a faixa de como as demais. 4 CONCLUSÕES Os resultados mostram que o biodiesel produzido na planta piloto da UESC está próximo à adequação das normas estabelecidas pela ANP. Modificações na unidade de produção deverão propiciar que tal meta seja alcançada. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABREU, R. F.; LIMA, D. G.; HAMAÚ, E. H.; WOLF,C.; SUAREZ, P. A. Z. Journal of Molecular Catalysis, v. 209, p , ANGGRAINI-SÜß, A.A. Tese de doutorado. Fortschr. Ber. VDI Série 15 n o 219, Editora VDI. Duesseldorf, 1999, 210 pp. KRAUSE, R., LÖHRLEIN, H.-P. & A. ANGGRAINI-SÜß. I Congresso Brasileiro-Alemão para Energias Renováveis, Fortaleza, setembro de