Extração do óleo da semente da melancia (Citrullus lanatus) e obtenção do Biodiesel

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1 Extração do óleo da semente da melancia (Citrullus lanatus) e obtenção do Biodiesel E. D. M.MARINHO 1, A.A.L.ARAÚJO 1 e M.R.FERNANDES 1 1 Universidade Federal do Rural do Semi Árido Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química para contato: duda_marinho1@hotmail.com alessandro.lemos@ufersa.edu.br manoel.fernandes@ufersa.edu.br RESUMO Devido à necessidade energética atual o desenvolvimento de alternativas para suprir tal demanda é necessário. A produção de biodiesel destaca-se como fonte de energia alternativa, por utilizar materiais renováveis e até mesmo resíduos em sua fabricação. O Brasil é considerado um país privilegiado por ser de grande biodiversidade e muito rico em plantas oleaginosas, cujas culturas em sua maioria são restritas a fins alimentícios A melancia é um membro da família cucurbitácea (Cucurbitaceae), que inclui os pepinos (Cucumis sativus), melões (Cucumis melo, por exemplo), loofahs (espécie Luffa) e abóboras e polpas (espécies Cucurbita), o nome Citrullus genérico é o diminutivo de Citrus, talvez referindo-se a fruta esférica. É cultivada e adventive em partes mais quentes do mundo. O trabalho tem como objetivo extrair o óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) para produção do biodiesel, avaliar o rendimento do mesmo e realizar ensaios físico-químicos. Conduziu-se o experimento colocando as sementes para secar na estufa à 150 C, seguido da trituração da mesmo em um moinho para iniciar o processo de extração utilizando o extrator de Soxhlet, sendo pesado 20,0 g da amostra aproximadamente ( semente de melancia) e 140 ml de hexano durando 4 horas, para separar o hexano, foi utilizado o rotoevaporador a fim de separar o solvente do óleo,posteriormente este óleo foi submetido a filtração a vácuo com o intuito de remover os sólidos provindos durante o processo de extração e a partir daí obteve-se um rendimento de 33%, foi encontrado a densidade do óleo utilizando um densímetro digital de bancada, obtendo um valor de 0,9054 g/cm 3 e a viscosidade foi determinada usando um reometro obtendo um valor de 94 cp à 25 o c,determinou-se também o índice de acidez do óleo residual obtendo um valor de 4,1830 mg de KOH/g de semente.

2 1. INTRODUÇÃO Atualmente as discussões a respeito do aquecimento global tem tido grande importância, sendo um dos principais problemas que a humanidade tem enfrentado. O grande desafio dos cientistas do mundo inteiro é desenvolver alternativas renováveis de energia que levem a uma menor emissão de CO 2. A utilização do biodiesel diminui a emissões de 20% de enxofre, 9,8% de anidro carbônico, 14,2% de hidrocarbonetos não queimados, 26,8% de material particulado e 4,6% de óxido de nitrogênio segundo Changhwan et al. (2016) e Ahmed et al.(2016). O processo de obtenção do biodiesel pode se realizado por uma reação de transesterificação, o triglicerídeo reage com álcool de cadeia curta na presença de um catalisador, produzindo o biodiesel e glicerol. Para essa reação as principais matérias-primas empregadas são os óleos vegetais, gorduras animais e gorduras residuais. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a extração do óleo da semente da melancia e obtenção do biodiesel a partir da mesma. A (Citrullus lanatus) melancia é originária de regiões secas e tem um centro de diversificação secundário no sul da Ásia. O cultivo da melancia ocorreu na África central, onde a melancia é cultivada há mais de 5000 anos. No Egito e no oriente médio é cultivada há mais de 4000 anos. A cultura da melancia tem grande importância sócia econômica no Nordeste brasileiro, por ser cultivada principalmente por pequenos agricultores, em condições irrigadas e de chuva, devido ao seu fácil manejo e menor custo de produção, quando comparada a outras hortaliças. Em algumas regiões, as sementes são consumidas tostadas e dessas pode-se extrair um óleo de boa qualidade, cujo conteúdo varia de 20 a 45%. Este óleo vegetal pode ser usado para alimentação, medicamentos e cosméticos. Desta forma o óleo foi extraído pelo método de extração sólido liquido, utilizando um extrator de Soxhlet, posteriormente foi obtido o rendimento deste óleo durante o processo de extração. O rendimento obtido após a extração foi de 33%. 2.METODOLOGIA 2.1 Extração do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) A metodologia consistiu inicialmente na secagem da mesma em uma estufa a 150 C por cerca de 30 minutos, após esfriar com o auxilio de um moinho foi realizado a moagem das sementes. Foi confeccionado cartuchos montados em papel de filtro qualitativo (J. Prolab, média dos poros 14 µm), pesou-se 20g da amostra em seguida foi extraído o óleo utilizando um extrator de Soxhlet e o hexano (DINÂMICA QUÍMICA CONTEMPORÂNEA Ltda) como solvente, utilizou-se 140 ml. O processo de extração foi realizado com tempo de 4 horas. A figura 1 mostra o aparato utilizado para o processo de extração do óleo.

3 Figura 1- Aparato experimental (A) Condensador, (B) Tubo extrator, (C) Amostra e (D) Balão de vidro. A partir da obtenção do óleo foram feita as análises das propriedades físico-químicas como densidade, viscosidade e índice de acidez. Mediu-se a densidade através do densímetro digital de banca marca rodolph research analytical a 20 C obteve-se o valor de 0,9054 g/cm 3, a viscosidade foi obtida por meio de um reometro da marca brookfield, onde o valor encontrado foi de 94 cp à 20 o c, o índice de acidez foi determinado pesando-se 20 g da amostra em um erlenmeyer de 125 ml e dissolveu em 30 ml de uma solução neutra de éter-álcool (2:1) em volume. Em seguida, adicionou-se 2 gotas de fenolftaleína, titulou-se com solução de hidróxido de sódio a 0,1 N até a cor rosa persistir. Obteve-se o valor utilizou-se a formula (2) obtendo-se 4,1830 mg de NaOH/g de semente. 2.2 Análises físico-químicas do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) A partir da obtenção do óleo foram feita as análises das propriedades físico-químicas como densidade, viscosidade e índice de acidez Massa Específica do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) O teste foi realizado de acordo com a Norma ASTM D 4052, utilizando-se um densímetro digital de bancada da marca Rudolph Research Analytical, equipado com tubo de amostra oscilante em forma de U, sistema para excitação eletrônica, frequência contínua, visor, banho circulante de temperatura constante e termômetro calibrado e uma seringa de 1mL.A figura 2 mostra o equipamento utilizado para determinação da densidade.

4 Figura 2- Densímetro-Rudolph Research Analytical DDM Viscosidade do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) A viscosidade foi obtida por meio de um reômetro da marca brookfield, onde colocou-se 45 ml do óleo em um copo (spindle), com diâmetro de 8,5 mm, a uma taxa de rotação máxima de 300 rpm sendo a taxa de deformação de 3.000s-1. O valor encontrado foi de 94 cp à 25 ºC, apresentando um comportamento de um fluido Newtoniano. A figura 3 mostra o equipamento utilizado para a análise de viscosidade. Figura 3- Reômetro brookfield CPS-P

5 2.2.3 Determinação do Índice de Acidez do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) O índice de acidez foi determinado pesando-se 20 g da amostra em um erlenmeyer de 125 ml e dissolveu-se em 30 ml de uma solução neutra de éter-álcool (2:1) em volume. Em seguida, adicionou-se 2 gotas de fenolftaleína, titulou-se com solução de hidróxido de sódio a 0,1 N até a cor rosa persistir. Obteve-se o valor utilizou-se a equação (1) em mg de KOH/g de óleo I.A= V.f.5,61 m Onde: I.A- Índice de Acidez. V= volume gasto na titulação f= fator de correção da solução de Hidróxido Determinação do Rendimento do óleo da semente de melancia (Citrullus lanatus) O rendimento do óleo extraído da semente de melancia, foi calculado através da razão da massa do óleo obtido pela massa da semente triturada de acordo com a equação (2). ( mfa mfs) % R 100 ( mfa mf ) Onde: %R = Rendimento da extração em percentual mfa= massa do cartucho com a amostra mfs= massa do cartucho seco mf = massa do cartucho 3. RESULTADOS Os resultados de índice de acidez, densidade, viscosidade o rendimento do óleo de semente de melancia serão mostrados na tabela 1 e em seguida discutidos.

6 Tabela 1 Propriedades físico-química do óleo Propriedades Físico-Químicas Do Óleo Da Semente Da Melancia I.A 4,1830 g NaOH/g de semente densidade 905,49 Kg/m 3 Viscosidade Rendimento 94 cp 33% Os resultados do índice de acidez do óleo mostra uma tendência de um óleo com característica de degradação rápida, pois apresentou um valor elevado para esse índice. Com relação a viscosidade e a densidade apresentaram valores dentro da normalidade para óleos vegetais. O valor da densidade está próximo do óleo de soja, que é o óleo comumente utilizado na produção do biodiesel. A viscosidade apresentou um valor também aceitável. O óleo da semente de melancia como podemos ver nos resultados apresentou um rendimento muito bom. Isso faz com que esta semente possa ser explorada para produção de óleo em escala maior e, possa ser utilizada também para produção de biodiesel. 4. CONCLUSÃO Observa-se que a extração da semente da melancia teve um rendimento satisfatório, em torno de 33% que é muito pra uma semente desta espécie. Com relação a densidade do óleo observou que esta é próxima da densidade do óleo de soja, principal matéria prima utilizada na de produção de biodiesel. Através dos ensaios preliminares do índice acidez, observou que a semente da melancia tem um potencial de produção do biodiesel.

7 5. REFERÊNCIAS Ahmed S., M.K. Abul, Hassan H M., Mahendra V.,NurinWahidah B. M. Z., Md Joynul A., Performance and emission of multi-cylinder diesel engine using biodiesel blends obtained from mixed inedible feedstocks, Journal of Cleaner Production, v.112, p , W Changhwan, K Sanghoon, R.H.Evatt, P. L. Rogers, C. Marquis, Dependency of engine combustion on blending ratio variations of lipase-catalysed coconut oil biodiesel and petroleum diesel, Fuel, v.169,p ,2016. Bates, D.M. & Robinson, R.W Cucumbers, melons and water-melons. In Smartt, J. & Simmonds, N.W. (eds), Evolution of Crop Plants. Longman, London LOPES, J.C; MACEDO, C.M.P. Germinaão de sementes de sob influência do teor de substrato e estresses salino. Revista Brasileira de Sementes, v.30, n.3, p , OLUBA, O.M; OGUNLOWO, Y.R; OJIEH, G.C.; ADEBISI, K.E; EIDANGBE, G.O. And Isiosio, I.O. J. Biol. Sci. 2008, 8(4):