PRODUÇÃO DO BIODIESEL DE MAMONA EM ESCALA SEMI-INDUSTRIAL NA PLANTA PILOTO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

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1 PRODUÇÃO DO BIODIESEL DE MAMONA EM ESCALA SEMI-INDUSTRIAL NA PLANTA PILOTO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA Carine T. Alves 1, Danilo C. Santos 2, Ednildo A. Torres 3 Universidade Federal da Bahia 1 carinealves60@hotmail.com, 2 cardoso@ufba.br, 3 ednildo@ufba.br RESUMO - A Universidade Federal da Bahia (UFBa), através de grupos de pesquisa localizados no Instituto de Química e na Escola Politécnica (Grupo de Biodiesel da UFBa), visando à inovação em áreas de interesse tecnológico e social, acompanhando as tendências mundiais, dentre a qual, atualmente, no setor energético pode-se destacar a procura e interesse por novas fontes energéticas, despontando com uma das alternativas mais promissoras: o BIODIESEL. O Laboratório de Energia e Gás desenvolveu e construirá uma planta piloto com capacidade para produzir de litros por ano, para produzir e testar o biodiesel a partir de diferentes rotas e matérias-primas, dentre as quais podemos destacar a mamona (oleaginosa abundante e de fácil cultivo no nordeste brasileiro), soja, óleos e gorduras residuais, dendê, entre outras. O processo de produção de biodiesel na planta piloto consiste na preparação da matéria-prima, reação de transesterificação, separação de fases, recuperação e desidratação do álcool, destilação da glicerina, purificação desse combustível renovável e finalmente a especificação para o consumo. INTRODUÇÃO Cerca de 40% de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e com previsão de esgotamento no futuro, portanto, a busca por fontes alternativas de energia é de suma importância. Neste contexto, os óleos vegetais aparecem como uma alternativa para substituição ao óleo diesel em motores de ignição por compressão, sendo o seu uso testado já em fins do século XIX, produzindo resultados satisfatórios no próprio motor diesel. Esta possibilidade de emprego de combustíveis de origem agrícola em motores do ciclo diesel é bastante atrativa tendo em vista o aspecto ambiental, por serem uma fonte renovável de energia e pelo fato do seu desenvolvimento permitir a redução da dependência de importação de petróleo (QUÍMICA NOVA, 2005). Biodiesel é a denominação genérica dada a combustíveis e aditivos de fontes renováveis. Comparado ao óleo diesel derivado de petróleo, o biodiesel pode reduzir em 78% as emissões de gás carbônico, considerando-se a reabsorção pelas plantas. Além disso, reduz em 90% as emissões de fumaça e praticamente elimina as emissões de óxido de enxofre. É importante frisar que o biodiesel

2 pode ser usado em qualquer motor de ciclo diesel, com pouca ou nenhuma necessidade de adaptação (AZEVEDO, 2004). O óleo extraído da baga da mamona pode se transformar no principal produto para a fabricação de biodiesel, trata-se portanto, de uma alternativa ecologicamente correta, capaz de aumentar a geração de emprego e renda no campo, (o estado da Bahia produz cerca de 85% do óleo de mamona) especialmente nas áreas mais pobres, e reduzir a dependência dos derivados de petróleo. O poder calorífico do biodiesel de mamona é muito próximo do poder calorífico do óleo diesel mineral. A diferença média em favor do óleo diesel do petróleo situa-se na ordem de somente 5%. Entretanto, com uma combustão completa, o biodiesel possui um consumo específico equivalente ao diesel mineral (PORTAL DO BIODIESEL, 2006). De acordo com dados levantados por Pinto et.al. (2005), as universidades são as instituições que mais produzem artigos técnicos sobre biodiesel no mundo. O Brasil, mais especificamente, ostenta o 6º lugar mundial dentre os países que mais produzem patentes e artigos com relação ao Biodiesel. A operação da Planta Piloto de Biodiesel da Universidade Federal da Bahia vem a alavancar e manter a grande participação do Brasil nesta área. Para satisfazer as necessidades em biodiesel previstas para 2008, no Brasil, serão necessários mais de um milhão de toneladas de ésteres de ácidos graxos por ano e no momento não há perspectivas de que esta produção seja garantida, e ainda, em diversos povoados do Brasil precisamse de processos auto-sustentáveis que gerem energia e eletricidade para seu desenvolvimento. O objetivo deste trabalho é o estudo comparativo do processo de produção do biodiesel, a partir do óleo de mamona, com catálise básica e rota etílica/metílica, saindo da bancada laboratorial para a escala industrial, operacionalizada na Planta Piloto de biodiesel instalada na Escola Politécnica/UFBA com capacidade de de litros por ano. MATERIAL E MÉTODOS Para a produção do biodiesel a partir da mamona é necessário que o óleo extraído desta oleaginosa passe pelo processo de transesterificação, o qual consiste na conversão do óleo ou gordura, em ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, que constitui o biodiesel (PARENTE et. al, 2003), de acordo com as reações ilustradas na Figura 1.

3 A Figura 1 representa a reação de conversão do biodiesel através das rotas metílica ou etílica, obtendo-se como produtos o glicerol (glicerina) e os ésteres metílicos ou etílicos que constituem o biodiesel. As reações acontecem na presença de um catalisador básico ou ácido. Na planta piloto (fluxogramas descritos nas Figuras 2, 3 e 4) da Escola Politécnica/UFBA, as etapas do processamento do biodiesel consistem basicamente em: A) Tratamento das matérias-primas Óleo: o óleo recebido e armazenado no tanque de estocagem de óleo é bombeado e conduzido até o decantador, onde são separados os materiais em suspensão. Em seguida e o óleo passa para o tanque de correção de acidez e só então o mesmo está pronto para a reação de transesterificação. Álcool: o álcool recebido é armazenado no tanque de estocagem de álcool, passa por um controle de umidade e segue para as torres de secagem, onde é desidratado, e só então está pronto para a reação de transesterificação. B) Formação do alcoolato: o álcool é transferido para o tanque de mistura de alcoolato, onde é adicionado o catalisador básico (KOH). A mistura passa por um controle de umidade e posteriormente é homogeneizada e transferida para o reator. C) Transesterificação: o óleo e o alcoolato são dosados e bombeados para o reator onde é processada a reação de transesterificação do biodiesel. D) Separação dos co-produtos: após o fim da reação, a mistura é transferida para o decantador/separador, onde são separadas ambas as fases, glicerina e biodiesel, que são então armazenados nos seus respectivos tanques de estocagem. E) Produto final específico: o biodiesel é transferido para o reservatório de estocagem e pode ainda ser enviado para um caminhão ou utilizado em testes nos motores do Laboratório de Energia. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4 A Planta Piloto desenvolvida pelo Laboratório de Energia e Gás da Universidade Federal da Bahia, irá testar as diferentes rotas, matérias-primas e outros parâmetros de processo em escala semiindustrial, visando otimizar todo o processo de produção do biodiesel. A partir dos resultados obtidos na Planta Piloto consolidar-se-á o processo industrial da UFBA, fazendo jus a sua tradição e pioneirismo tecnológico, firmando o biodiesel como combustível renovável. Conseqüentemente, aumentar-se-á a demanda por esta nova fonte energética, gerando novos negócios e empregos diretos e indiretos em vários setores, desenvolvendo as comunidades rurais do Nordeste, e diversificando a matriz energética estadual. No âmbito acadêmico, de acordo com os avanços das pesquisas e os resultados obtidos, a operação da Planta Piloto proporcionará o desenvolvimento de artigos, patentes, monografias, trabalhos específicos, apresentações em congressos, dentre outros correlatos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMORIM P., Q., R. Perspectiva Histórica da Cadeia da Mamona e a introdução da Produção de Biodiesel no Semi-árido Brasileiro sob o Enfoque da Teoria dos Custos de transação, Piracicaba, 2005; AZEVEDO, D.M.P.; LIMA, E.F. (ed.). O Agronegócio da mamona no Brasil. Brasília, 2004; ECKEY, E.W., American Oil Chemistry Society, 1956, 33, p. 575; FERRARI, R., A.; OLIVEIRA, V., S.; SCABIO, A. Biodiesel de soja Taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-química e consumo em gerador de energia. Química Nova, 2005, 28, São Paulo, Jan./Fev; FUKUKA, H.; Kondo. A.; Noda, H. J., Biosci. Bioeng., 2001, 92, p. 405; PARENTE, E., J., S. Biodiesel: Uma Aventura Tecnológica num País Engraçado. Fortaleza, 2003; PINTO, Ângelo C.; GUARIEIRO, Lílian L. N.; REZENDE, Michelle J. C.; RIBEIRO, Núbia M. TORRES, Ednildo A.; LOPES, Wilson A.; PEREIRA, Pedro A. de P.; ANDRADE, Jailson B. de. Biodiesel: An Overview. J. Braz. Chem. Soc., 2005, Vol. 00. No. 00; acessado em 15 de Maio de 2006; acessado em 16 de Maio de 2006; acessado em 16 de Maio de 2006.

5 Figura 1. Reação de Transesterificação Figura 2. Fluxograma simplificado Planta Piloto de Biodiesel.

6 Figura 3. Vista Parcial da Planta Piloto de Biodiesel. Figura 4. Fluxograma de Produção do Biodiesel.