BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DE REJEITO DE GORDURA ANIMAL

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1 BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DE REJEITO DE GORDURA ANIMAL Cheila G. Mothé 1 Denise Z. Correia 2 Bruno C. S. de Castro 3 Moisés Caitano 4 Donato A. G. Aranda 5 RESUMO Após várias oscilações nos preços do petróleo e derivados, percebeu-se a necessidade de fontes energéticas alternativas. Uma das opções é o biodiesel, um combustível renovável, que pode ser obtido a partir de óleos vegetais ou de rejeitos gordurosos. Neste trabalho foi obtido biodiesel a partir de rejeito de gordura animal, e foram utilizadas a análise térmica e a espectrometria de absorção na região do infravermelho para caracterização do material obtido. Palavras-Chave: gordura animal, biodiesel, análise térmica, infravermelho. 1 INTRODUÇÃO O uso de óleos vegetais em motores de combustão interna começou com Rodolf Diesel utilizando óleo de amendoim (1900). Razões de natureza econômica levaram ao completo abandono dos óleos vegetais como combustíveis à época. Entretanto, na década de 70, o mercado de petróleo foi marcado por dois súbitos desequilíbrios entre oferta e demandas mundiais conhecidos como 1 o e 2 o Choques do Petróleo. Em respostas a estas crises, o mercado sentiu a necessidade de diminuir a dependência do petróleo, levando ao investimento no desenvolvimento de tecnologia de produção e uso de fontes alternativas de energia (Oliveira, 2001). 1 Engenharia Química EQ/UFRJ cheila@eq.ufrj.br 2 Engenharia Química EQ/UFRJ denise@eq.ufrj.br 3 Engenharia Química EQ/UFRJ brunocsdc@bol.com.br 4 Química Industrial SESI mcaitano@gbl.com.br 5 Engenharia Química EQ/UFRJ donato@eq.ufrj.br 743

2 Entre 1983 e 1985, o aumento da produção do petróleo conduziu a uma acentuada queda do preço do petróleo no mercado internacional. Como conseqüência, vários países, inclusive o Brasil, tiveram diversos projetos para produção e uso de energias alternativas desarticulados (Parente, 1993). No início de 2000, houve uma nova alta do petróleo no mercado internacional e ao final deste ano, o preço se estabilizou em níveis ainda altos. Por isso, as fontes de energias renováveis devem assumir papel crescente na matriz energética mundial com técnicas mais avançadas e preocupadas com a sustentabilidade ambiental (Oliveira, 2001). O biodiesel é obtido a partir de misturas de óleos vegetais e álcool e a reação é catalisada por soda cáustica, ou outros catalisadores alcalinos. O produto obtido apresenta-se contaminado por glicerol, e por isso torna-se necessária uma purificação apropriada da mistura resultante (Sant anna, 2003; ). Além dos óleos vegetais in natura, a gordura animal obtida em matadouros e óleo vegetal que já tenha sido usado em frituras, também podem ser utilizados para obtenção de biodiesel. Este trabalho tem como objetivo obter biodiesel a partir de rejeito de gordura animal, e caracterizá-lo por análise térmica e espectrometria de absorção na região do infravermelho, visando verificar o rendimento das reações e a eficiência nos processos de separação das fases, através da verificação da presença de glicerol, matérias-primas não reagidas e outros resíduos no biodiesel obtido. 2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Obtenção do Biodiesel A obtenção do biodiesel foi realizada por reação de transesterificação de rejeito de gordura animal (frango). Adicionou-se uma solução de potassa alcoólica (1,43 g de KOH em 54 ml de etanol) a 100 ml do triglicerídeo. A mistura foi submetida à agitação magnética por uma hora, a temperatura ambiente. Após este período, verteu-se a mistura resultante para um funil de decantação e adicionou-se 150 ml de água destilada, permanecendo a mistura em repouso por uma semana. Ao final do processo, a fase mais densa é composta de glicerina bruta, impregnada com excessos de álcool e água e de impurezas inerente à matéria-prima. A fase menos densa é formada pelo biodiesel. 744

3 2.2 Análise Térmica Foi utilizado uma analisador termogravimétrico TA Instruments, modelo SDT 2960, para realização das análises de TG e DTA das amostras de gordura animal, biodiesel de gordura animal e de glicerol, com as seguintes condições de análise: razão de aquecimento de 10 0 C/min, atmosfera inerte (nitrogênio) e faixa de temperatura de 10 a C. 2.3 Espectrometria de Absorção na Região do Infravermelho As mesmas amostras também foram submetidas à análise de espectrometria de absorção na região do infravermelho, no espectrofotômetro modelo Spectrum One FT-IR Spectrometer. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Análise Térmica As Figuras 1 e 2 mostram, respectivamente, as curvas de termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA) da gordura animal, biodiesel de gordura animal e glicerol. A gordura animal apresenta um estágio referente à decomposição principal, próximo de 360 o C, com 98% de perda de massa e 2% de resíduo na temperatura de 800 o C. A Análise de DTA mostrou dois eventos endotérmicos. O 1º muito suave em torno de 220 o C, sugerindo traços de glicerol e o 2º intenso em 420 o C proveniente da decomposição dos triglicerídeos. Para o biodiesel de gordura animal a termogravimetria mostrou três estágios de decomposição, o primeiro próximo a 50 o C, com perda mássica de 3% referente à umidade. O segundo ocorreu em uma Tonset de 190 o C, referente a 50% da decomposição do biodiesel. O terceiro estágio de decomposição ocorreu por volta de 370 o C referente ao triglicerídeo (Mothé e Azevedo, 2002). A curva DTA mostrou três eventos endotérmicos. O primeiro por volta de 50 o C, o segundo em aproximadamente 240 o C e o terceiro em 400 o C, corroborando com as curvas de TG. Na sobreposição das curvas de DTA, o segundo evento do biodiesel ocorre na mesma faixa de temperatura de decomposição do glicerol, fato que pode mascarar a possível presença de glicerol na amostra de biodiesel. 745

4 biodiesel de gordura animal gordura animal glicerol 80 Weight (%) Temperature ( C) Universal V4.0C TA Instruments Figura 1: Curvas de TG da gordura animal, biodiesel de gordura animal e do glicerol. 0.2 biodiesel de gordura animal gordura animal glicerol Temperature Difference ( C/mg) Exo Up Temperature ( C) Universal V4.0C TA Instruments Figura 2: Curvas de DTA da gordura animal, biodiesel de gordura animal e do glicerol. Os espectros de infravermelho apresentados na Figura 3 mostram regiões de absorção de carbonila de éster (1740 e 1170 cm -1 ) e ligação C-H de alcano (2925 e 2855 cm -1 ); como se trata de um triéster (gordura animal) e após a reação se formam mono e di éstereres (biodiesel) era de se esperar que as curvas estivessem no mesmo comprimento de onda. Através dos dados obtidos podemos salientar que os triglicerídeos de gordura animal não 746

5 apresentaram a banda larga que caracteriza a deformação axial de grupos hidroxila em ligações de hidrogênio entre 3100 e 3500 cm -1 presente no glicerol e também no biodiesel, porém com menor intensidade, o que sugere a contaminação do biodiesel com glicerol. Figura 3: Espectros de IV da gordura animal, biodiesel de gordura animal e do glicerol. 4 CONCLUSÕES A partir das técnicas de caracterização utilizadas, foi verificado que o biodiesel obtido encontrava-se contaminado com glicerol e rejeito de gordura animal. 5 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio financeiro. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acesso em 23 de maio de OLIVEIRA, L. B. Rio de Janeiro, COOPE/UFRJ, Cap. 3, pg MOTHÉ,C.G e AZEVEDO, A.D, Análise Térmica de Materiais, 2002 IEditora/ SP, pg 300 PARENTE, E. J. de S.; SANTOS JUNIOR, J. N.; PEREIRA, J. A. B.; PARENTE JUNIOR, E. J. de S. Tecbio, Fortaleza, 2003, 68p. SANT ANNA, J. P. Química e Derivados. São Paulo, V