APLICAÇÃO DA EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO NA NEUTRALIZAÇÃO DE ÓLEO BRUTO DE SOJA COM FOCO NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

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1 APLICAÇÃO DA EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO NA NEUTRALIZAÇÃO DE ÓLEO BRUTO DE SOJA COM FOCO NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL Aynaran Oliveira de Aguiar 1 ; Glêndara Martins 2. 1 Aluno do Curso de engenharia de alimentos; Campus de Palmas; aynaranaguiar@gmail.com PIBIC/CNPq 2 Orientador(a) do Curso de engenharia de alimentos; Campus de Palmas; glendarasouza@mail.uft.edu.br RESUMO Utilizou-se a metodologia de superfície de resposta descrita por Box & Draper para avaliar o efeito da concentração de água, da proporção óleo/solvente (etanol) e da temperatura (variáveis independentes), sobre o percentual de remoção de ácidos graxos livres e o coeficiente de partição (variáveis respostas). As análises foram realizadas com auxílio do Statística 5.0. Os resultados mostram que apesar da predominância de ácidos graxos insaturados e de características que podem afetar a estabilidade oxidativa, tais como elevado índice de acidez e iodo, o óleo de soja utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel no estado do Tocantins atende aos parâmetros de qualidade mínimos estabelecidos pela legislação. O teor de água foi a variável mais influente no processo de neutralização reduzindo a capacidade extratora do solvente. Palavras-chave: temperatura; remoção; ácidos graxos INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo geral a otimização do processo de neutralização do óleo bruto de soja para fins de produção de biodiesel. O óleo de soja bruto ao ser extraído ainda não é próprio para a aplicação em determinados fins devido à presença de algumas substancias indesejáveis, tais como o teor de ácidos graxos livres, que prejudicam a qualidade do óleo de soja. Por esse motivo o óleo bruto passa por um processo chamado refino, que tem como principais etapas, a degomagem (hidratação), neutralização (desacidificação) e clarificação (PINHEIRO 2008 et. al, e DORSA, 2004). Quando se fala em produção de biodiesel, um fator importante, de acordo com Página 1

2 TRUJILLO-QUIJANO (1997), é o refino do óleo, ou seja, a purificação de óleos vegetais brutos que visam remover as impurezas indesejáveis antes de processamentos posteriores. A remoção dos ácidos graxos livres (neutralização) é a principal etapa do processo de refino, podendo ser realizada através da extração líquido-líquido com uso de solventes que é considerado um dos métodos mais vantajosos, uma vez que é realizado à temperatura ambiente e pressão atmosférica. No entanto, segundo NAVARRO (2007) os solventes diferem na capacidade de extração, de acordo com a diferença de polaridade, devendo sua escolha ser realizada com cautela. A adição de água é outro fator em destaque, pois, de acordo HAMM (1983), essa variável pode otimizar a seletividade, mas em contrapartida reduz a capacidade do solvente extrair. De maneira geral, DOMINGOS ET AL.(2007) afirma que diversas são as características que melhoram o processo produtivo do biocombustível, sendo importante a melhoria de cada etapa envolvida no processo, desde a escolha da matéria-prima, a extração do óleo e seu tratamento para posterior transesterificação e consequente obtenção do combustível de origem não fóssil. MATERIAL E MÉTODOS Na coleta e caracterização da matéria prima as amostras de óleo foram coletadas junto às empresas processadoras de biodiesel do Tocantins, perfazendo um total de 2 amostras que após verificação junto aos fornecedores se fundiram em apenas uma por terem a mesma procedência. Foram realizadas as seguintes análises, de acordo com metodologias descritas pela AOAC (1990), pelo Instituto Adolfo Lutz (2005) e pela AOCS (2009): índice de iodo, peróxido e saponificação, densidade, viscosidade, índice de refração, cor e teor de umidade. A composição de ácidos graxos (AG) do óleo foi realizada através da esterificação do óleo pelo método de Hartman & Lago (1973) e determinação da composição dos ésteres metílicos por cromatografia conforme o método descrito pela AOCS (2009) e pela AOCS (2010). Na caracterização do óleo, para verificação do atendimento ao padrão de qualidade para a produção de biodiesel, foram calculadas as médias e desvio padrão das análises, realizadas em triplicata. A metodologia de superfície de resposta descrita por Box & Draper foi utilizada para Página 2

3 avaliar o efeito da concentração de água, da proporção óleo/solvente (etanol) e da temperatura (variáveis independentes), sobre o percentual de remoção de ácidos graxos livres e o coeficiente de partição (variáveis respostas). As análises foram realizadas com auxílio do Statística 5.0. Na otimização da neutralização do óleo de soja por extração liquido-liquido foi utilizado um planejamento fatorial 2 3 completo (níveis ±1) com adição de 3 pontos centrais (nível 0), totalizando 17 ensaios, como solvente utilizou-se o etanol. A determinação dos ácidos graxos livres ocorreu em uma solução de óleo em etanol, por titulação com solução de hidróxido de sódio e utilizando-se fenolftaleína como indicador, segundo as normas analíticas do INSTITUTO ADOLFO LUTZ (2005). RESULTADOS E DISCUSSÃO Segundo o gráfico da figura 1, a mistura óleo/solvente é a variável que mais interferiu no rendimento, e isso ocorre de forma inversa, ou seja, quanto maior a proporção óleo/solvente, menor é o rendimento. Depois da mistura (v/v) óleo/solvente, a concentração de água (% água) é a que mais exerce influência sobre o rendimento. Figura 1: Gráfico de paretto Nos gráficos de superfície de resposta observou-se maior influencia da porcentagem de água sobre a remoção dos ácidos graxos livres. Isso ocorreu de forma inversa, em menores porcentagens de água e temperaturas mais baixas obteve-se maior remoção de ácidos graxos livres. Página 3

4 Figura 2. Superfície de resposta para a remoção de AGL em função da temperatura e do % de água Figura 3. Superfície de resposta para a remoção de AGL em função da mistura (v/v) e do % de água Figura 4. Superfície de resposta para a remoção de AGL em função da mistura (v/v) e da temperatura Figura 5. Gráfico de Pareto para o coeficiente de partição A figura 5 mostra o gráfico de Pareto para o coeficiente de partição. Observa-se que apenas a quantidade de água utilizada apresentou-se impacto significativo no coeficiente de partição, mostrando uma relação inversa, ou seja, quanto maior o percentual de água menor foi o coeficiente de partição, indicando uma capacidade reduzida de extração de AGL por parte do solvente. Os gráficos de superfície de resposta corroboraram com o gráfico de paretto e concluíram também que quanto menor o teor de água maior foi o coeficiente de partição. Figura 6. Superfície de resposta para o coeficiente de partição em função da temperatura e do % de água Figura 7. Superfície de resposta para o coeficiente de partição em função da mistura (v/v) e do % de água Página 4

5 LITERATURA CITADA AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY. Official methods and recommended praticces of the American Oil Chemists` Society. Champaign, USA, AOCS, [AOCS Official method Ce It-96]. AOAC. Official methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. (15th edn), ed. K. Helrich. AOAC, Airlington, VA, USA, CARDOSO, L.G.V; BARCELOS, A.F.O.; PEREIRA,J.A.; ABREU, W.C.; PIMENTEL, F.A.; CARDOSO, M.G.; PEREIRA, C.A. Características físico-químicas e perfil de ácidos graxos de azeites obtidos de diferentes variedades de oliveiras introduzidas no sul de Minas Gerais Brasil. Semina: Ciências Agrárias. v.31, nº1, p , FERRARI, R. A.; OLIVEIRA, V. D.; OSCABIO, A. Biodiesel de soja-taxa de conversão em ésteres etílicos, caracterização físico-química e consumo em gerador de energia. Revista Química Nova. v.28, n.1, p.19-23,2005. FROEHNER, S. LEITHOLD, J. Transesterificação de óleos vegetais: caracterização por cromatografia em camada delgada e densidade. Química Nova. v.30, nº8, p , HARTMAN, L.; LAGO, R.C.A. Rapid preparation of fatty acid methyl esters from lipids. Lab. Pract. V.22, p , I.A.L. INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz. Métodos químicos e físicos para análise de alimentos. São Paulo: IMESP, 1018p LUZ, D.A.; MACHADO, K.R.G.; PINHEIRO, R.S.; MACIEL, A.P.; SOUZA, A.G. SILVA, F.C. Estudos físico-químicos do óleo de babaçu bruto e de um subproduto da etapa de degomagem do processo de refino. Caderno de Pesquisa. v.18, nº3, p , Alimentos) Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, AGRADECIMENTOS "O presente trabalho foi realizado com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq Brasil" Página 5