OTIMIZAÇÃO DA REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE MAMONA

Página 168 OTIMIZAÇÃO DA REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE MAMONA Marcos Luciano Guiarães Barreto 1 ; Gabrielly Pereira da Silva 1 ; Fernanda Rocha Morais; Gabriel Francisco da Silva 1 1 Universidade Federal de Sergipe; eail: barreto-luciano@hotail.co RESUMO Dentre os diversos óleos vegetais, o óleo extraído das seentes de aona representa ua alternativa proissora para a produção de biocobustíveis, pois é constituído basicaente do ácido ricinoléico que representa aproxiadaente 90% da constituição total do óleo. Este trabalho teve coo objetivo aperfeiçoar o processo de transesterificação do óleo de aona através da deterinação do índice de ésteres variando a razão olar. Os resultados perite concluir que a elhor proporção de óleo/álcool na reação de transesterificação usando coo catalisador o NaOH foi a de razão olar 1:6, visto que teve u aior rendiento e relação as deais proporções, 87,97% e teperatura abiente. Palavras-chave Óleo de Maona, biodiesel, transesterificação, índice de ésteres. INTRODUÇÃO Dentre as atérias-prias disponíveis no Brasil ais proissoras para a produção de Biodiesel destaca-se o óleo de aona. A aoneira Figura 3 cresce eso se cultivo e e grandes quantidades na aioria dos países tropicais e subtropicais. É bastante tolerante a diferentes clias e tipos de solos, alé de ser disponível a baixo custo. O Brasil está entre os aiores exportadores de óleo de aona do undo (AZEVEDO et al., 2001). O óleo de aona possui coposição quíica atípica, coparada à aioria dos óleos vegetais, pois alé da presença do triglicerídeo acido ricinoléico, que é u acido graxo hidroxilado pouco freqüente nos óleos vegetais, este está presente e 89,5% da sua coposição. (AZEVEDO et al., 2001). O biodiesel é u cobustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por diferentes processos, tais coo craqueaento, esterificação ou transesterificação. Pode ser produzido a partir de gorduras aniais ou óleos vegetais, existindo dezenas de espécies vegetais no

Página 169 Brasil que pode ser utilizadas, tais coo aona, dendê (pala), girassol, babaçu, aendoi, pinhão anso e soja, dentre outras (HOLANDA et al., 2007). Dentre os cobustíveis renováveis ais proissores destaca-se o biodiesel (Pinto et al., 2005). Este produto é, e geral, obtido a partir da transesterificação de óleos vegetais co alcoóis (etanol e etanol), usando catálise básica ou pela esterificação desses ateriais na presença de catalisadores ácidos. A transesterificação de u óleo na prieira etapa do processo co onoalcoóis (alcoólise), especificaente etanol ou etanol, proove a quebra da olécula dos triacilglicerídeos, gerando istura de ésteres etílicos ou etílicos dos ácidos graxos correspondentes, liberando glicerina coo co-produto. A assa olar desses ono ésteres é próxia ao diesel (KNOTHE et al.. 1997). Os ésteres etílicos ou etílicos dos óleos vegetais são obtidos por reação dos óleos vegetais co etanol (tóxico e originário de fontes fósseis) ou etanol (álcool de cana, ais ecológico e propício para seu uso no Brasil) através do processo denoinado transesterificação, que e presença de u catalisador, via de regra hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH), transfora os óleos vegetais e biodiesel (ésteres) e glicerina (LADETEL/USP, 2003). A literatura aponta que a reação de transesterificação sofre os efeitos das variações causadas pelo tipo de álcool, pelas proporções necessárias de álcool, por diferentes catalisadores, pela quantidade de catalisador, pela agitação da istura, pela teperatura e pelo tepo de duração da reação. Co relação aos catalisadores, a transesterificação pode ser realizada tanto e eio ácido quanto e eio básico, poré, ela ocorre de aneira ais rápida na presença de u catalisador alcalino do que na presença de u catalisador ácido e esa quantidade, observando-se aior rendiento e seletividade, alé de apresentar enores probleas relacionados à corrosão dos equipaentos. Os catalisadores ais eficientes para esse propósito são hidróxido de potássio e hidróxido de sódio. Índice de éster é definido coo a assa de hidróxido de potássio, e iligraas, gasta na saponificação de u graa de aostra de óleo neutro. Nesta definição não está incluída a assa de hidróxido de potássio gasta na neutralização dos ácidos livres presentes na aostra de óleo.

METODOLOGIA Página 170 A aostra do óleo de aona refinado foi cedida gentilente pela Petrobrás Biodiesel Candeias BA. Procediento para a transesterificação do óleo de aona Utilizando a rota etílica na transesterificação do óleo de aona, deterinou-se as variáveis de reação coo padrão a teperatura de 30 C e o tepo de reação de 60 in. Contudo o planejaento da reação de transesterificação deterinou-se a razão olar entre o óleo e álcool que fora de 1:4, 1:6, 1:8 e 1:10, cálculos estequioétricos a partir da assa do óleo que foi de 50g deterinou a quantidade e assa de etanol utilizada nas reações, e foi fixado a assa de catalisador necessária para ocorrer a reação que foi de 0,4% e assa de óleo. A Tabela 1 ostra o planejaento para a obtenção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de aona. No térino da reação o biodiesel foi transferido para u funil de separação para iniciar o processo de separação do biodiesel da glicerina e depois a lavage. A lavage foi realizada co água destilada até que a solução forada no fundo do funil ficasse copletaente translucida. Sendo assi, todo excesso do catalisador foi reovido. Após a lavage o biodiesel foi aquecido para retirar o excesso do álcool e água que ficou presente devido o processo de lavage. Procediento para a deterinação do índice de éster Pesou-se cerca de 2 g de óleo e u erleneyer, adicionou-se cerca de 5 L de álcool etilíco co agitação e, a seguir, 2 gotas de solução alcoólica de fenolftaleina 1% e titulou-se co solução 0,1 N de hidróxido de sódio até que ocorresse a udança da cor da solução de incolor para rósea. À solução resultante da titulação adicionou-se 20 L de solução de hidróxido de potássio a 4% co ua bureta. Adapto-se o erleneyer a u condensador de refluxo e aqueceu-se a ebulição e banho-aria por 30 in. Após resfriaento da solução, adicionou-se 2 gotas de solução alcoólica 1% de fenolftaleina, e titulou-se co ua solução 0,5 N de HCl até que ocorresse a udança de cor da solução de rósea para incolor. Realizou-se ua titulação e branco onde estava presentes todos os reagentes co exceção da aostra de óleo. A diferença entre os dois volues de solução de HCl está relacionada co a quantidade hidróxido de potássio gasto na saponificação dos ésteres presentes no óleo. O índice de éster é calculado pela Equação 01 e que V representa a diferença entre os volues de solução de HCl gastos na titulação da aostra e do branco e ililitros, N é a noralidade da solução de HCl e é a assa de aostra de óleo e graa.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Página 171 Após o processo de lavage e aqueciento do biodiesel, a aostra foi pesada. Foi observado que a transesterificação realizada ua razão olar de 1:10 de óleo e álcool teve ua assa aior e relação as outras razões. Poré na realização dos experientos durante a lavage e transferência da aostra para outros recipientes, coo béqueres e funis parte da aostra é perdida. O que explica o fato da aostra de razão olar 1:8 ter dado diferentes das outras coo ostrados na tabela 02. O índice de ésteres foi calculado através da Equação 01. Foi observado que na aostra co razão 1:6 obteve-se u aior índice de ésteres sendo ele de 146,12g KOH ostrados na tabela 03. Através da Figura 01 pode-se observar que índice de ésteres auentou co o auento da razão olar e quando chegou à razão ótia este índice decresceu. Através da Equação 02 o rendiento das reações foi deterinado. O elhor rendiento foi o da aostra de razão olar 1:6 co rendiento de 87,97% ostrados na Figura 02. O eso coportaento foi observado para o rendiento, pois inicialente ele auentou e após a proporção ótia ele diinuiu. CONCLUSÃO Pode-se concluir que a elhor proporção de óleo/álcool na reação de transesterificação usando coo catalisador o NaOH foi a de razão olar 1:6, visto que teve u aior rendiento e relação as deais proporções, 87,97% e teperatura abiente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AZEVEDO, D. M. P. & LIMA, E. F. O Agronegócio da Maona no Brasil, Epraba Inforação Tecnológica, 2001 1 ed. HOLANDA, A. dep. Prograa Biodiesel Nordeste, co Inclusão Social, Brasilia 2007. PINTO, A.C.; Guariero, L.L.N.; Rezende, M.J.C. e colaboradores, Biodiesel: an overview. J. Braz. Che. Soc., 16, 1313-1330, 2005. KNOTHE, G; DUNN, R. O. AND BAGBY, M. O. Biodiesel: The Use of Vegetable Oils and Their Derivatives as Alternative Diesel Fuels NBB, 1999.

Página 172 Tabela 1 Planejaento para a Obtenção do Biodiesel de Maona Razão Molar Massa do álcool 1:4 6,912g 1:6 10,381g 1:8 13,824g 1:10 17,302g Figura 1 Índice de Ésteres. Tabela 2 Massa do Biodiesel. Razão Molar Massa do Biodiesel 1:4 40,732g 1:6 42,302g 1:8 38,879g 1:10 45,581g Tabela 3 Índice de Ésteres. Razão Molar IE Figura 2 Rendiento da reação de transesterificação. 1:4 113,42 g KOH 1:6 146,12 g KOH 1:8 118,42 g KOH 1:10 103,24 g KOH V. N.56,1 IE Eq. (01) Equação 1 Deterinação do Índice de Éster IE. IE. o 1 Eq. (02) b Figura 3 Maoneira. Equação 2 Deterinação do rendiento da reação.