ACIDEZ DE ÓLEOS E GORDURAS RESIDUAIS COLHIDOS NOS ANOS DE 2008 E 2009 EM ITAÚNA-MG Jimmy Soares, ENERBIO, jimrhino@gmail.com Angélica Gonçalves, ENERBIO-UIT, angelica@enerbio.ind.br Henrique Bernardes Loregian, ENERBIO-UIT, hbloregian@yahoo.com.br Alex Nogueira Brasil, ENERBIO-UIT-UFMG, brasil@enerbio.ind.br Diego Luiz Nunes, ENERBIO-UFMG, diego@enerbio.ind.br RESUMO: Devido a preocupação com a preservação do meio ambiente, vários são os trabalhos no estudo e destinação de poluentes urbanos e dentre os mais danosos, alinham-se os óleos e gorduras utilizados na alimentação humana. A disposição de tais resíduos ainda é, normalmente, negligenciada pelas legislações em todas as instâncias, sendo necessário ampliar o conhecimento sobre o potencial poluidor desses resíduos e, tão logo, propor destinações viáveis, tanto pela técnica quanto ao custo envolvidos. Uma potencial destinação trata-se de utilizar esses resíduos como insumo na produção de biodiesel, entretanto é necessário padronizar e controlar a qualidade do óleo que tenha tal aplicação. O presente trabalho buscou avaliar a acidez de óleos e gorduras residuais colhidos nos anos de 2008 e 2009 pelo grupo de pesquisa ENERBIO e pelo Programa OGR s - Programa de Coleta de Óleos e Gorduras Residuais, desenvolvido pela Biominas Indústria de Derivados Oleaginosos Ltda. em parceria com a prefeitura do município de Itaúna, MG. A média de acidez dos óleos foi de 2,67 mg KOH/g, evidenciado a necessidade de pré-tratar este óleo para que se possa produzir biodiesel dentro das especificações nacionais. Palavras chave: Biodiesel; Óleo e gordura residual; Acidez; Qualidade do biodiesel.
INTRODUÇÃO O ano de 2004 foi caracterizado pelo lançamento oficial do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) pelo governo brasileiro, firmando o potencial científico, tecnológico e agroindustrial para o uso do combustível renovável. O Brasil desenvolveu um vasto histórico científico na busca pela maturidade da produção de biodiesel utilizando matérias-primas e insumos diversos, focando a viabilidade frente ao petrodiesel. O biodiesel apresenta-se como um candidato em potencial para a substituição total ou parcial do diesel mineral, pois é produzido a partir de fontes renováveis (óleos vegetais, gorduras animais e óleos residuais), é biodegradável e seus níveis de emissão de poluentes são bem inferiores aos associados a derivados fósseis (KUCEK et al., 2004). O óleo ou gordura utilizado no preparo de alimento se verte em uma alternativa interessante para a síntese de biodiesel, mesmo não tendo seu uso agraciado pelo PNPB na forma de incentivo fiscal esta fonte de ácidos graxos circunda pontos importantes. Uma por ser um resíduo oriundo da alimentação, logo esta matéria-prima não tem influência direta na fatídica crise mundial por alimentos. A coleta do óleo de fritura de forma pública, privada ou em parcerias conjuntas evita que este resíduo seja descartado de forma errada e prejudicial ao meio ambiente, além de gerar novos empregos. Por não haver legislação vigente que monitore o uso do óleo de forma correta e suas eventuais trocas nos estabelecimentos, estudos de casos específicos se fazem imperativos para o levantamento do consumo, qualidade, destino e descarte de óleos de frituras residuais em municípios. Contudo, para que o biodiesel atenda as especificações referidas na Resolução 07 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) é necessário o emprego matéria-prima com considerável nível de pureza, uma vez que esta tem influência direta nas características físico-químicas do produto final, o biodiesel. Diversas reações químicas ocorrem durante a cocção de alimentos por imersão em óleo ou gordura a temperaturas elevadas (e.g. 180ºC), processo conhecido como fritura. Dentre as reações químicas, destacam-se pela ocorrência natural (Figura 01), a oxidação, responsável pela formação de sabores e odores indesejáveis (rancidez oxidativa) e também pela formação de compostos parcialmente tóxicos. Outra reação indesejada é a lipólise, processo de hidrólise de ligação éster por lipases ou pela combinação de calor e a umidade decorrente da liberação de água dos alimentos, resultando liberação de ácidos graxos (conhecidos por ácidos graxos livres ou AGL) (ARAÚJO, 2008). Tais reações são de caráter
depreciativo para o óleo e tem influência direta na qualidade do alimento, tão logo, a constante necessidade para a substituição do óleo ou gordura na cocção de alimentos. Figura 01: Tipos de rancidez durante o processo de fritura. Fonte: OLIVEIRA et al., 2008. O óleo ou gordura é susceptível a degradação por uma série de fatores tais como equipamento, temperatura, tempo e forma de fritura, características físico-químicas do óleo, presença de aditivos, contaminantes, tipo de alimento, quantidade, tipo de preparação (e.g. empanados, pré-fritos etc) (CORSINI & JORGE, 2006). Ante os dados supracitados, o presente trabalho objetiva avaliar o teor de A.G.L. de óleos e gorduras residuais e altercar sobre a viabilidade de produção de biodiesel a partir desta matéria-prima. MATERIAL E MÉTODOS Os experimentos foram realizados no município de Itaúna, MG, no Laboratório de Energias Renováveis da Faculdade de Engenharia da Universidade de Itaúna. Parcelas dos óleos e gorduras residuais utilizados no experimento foram gentilmente cedidos pelo Programa OGR s - Programa de Coleta de Óleos e Gorduras Residuais, desenvolvido pela Biominas Indústria de Derivados Oleaginosos Ltda. em parceria com a prefeitura do município de Itaúna, MG. As demais amostras pertenciam ao acervo do grupo de pesquisa ENERBIO da Universidade de Itaúna, MG. Todos os reagentes e insumos utilizados neste trabalho não sofreram qualquer
tratamento de purificação antes de sua utilização. Os óleos e gorduras residuais, no dia da coleta estavam acondicionados ao abrigo do sol e a temperatura ambiente. As amostras foram coletadas em tubos falcon e filtradas por papel filtro de 28 µm. A titulação de acidez foi realizada em duplicata, seguindo metodologia referenciada por Arantes et al. (2008), tal método quantifica a quantidade de KOH necessária para neutralizar 1g de ácido graxo livre, como proposto pela metodologia do Instituto Adolf Lutz. Aproximadamente 2g de óleo foram colocados em erlenmeyer, adicionado 25mL de solução de éter e etanol (2:1) e seguida da homogeneização da solução, por fim adicionou-se solução alcoólica de fenolftaleína 1%. A mistura foi titulada com solução de NaOH 0,1M até coloração rósea mantida por 30 segundos. O cálculo do índice de acidez deu-se por: Ac = V x f x 5,61 / P, Ac = índice de acidez; V= volume de NaOH gasto na titulação em ml; f= fator de correção da solução de NaOH; 5,61 = equivalente grama do KOH; P = número de gramas da amostra. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os óleos e gorduras residuais coletados apresentaram grande quantidade de sólidos precipitados, no fundo de bombonas plásticas de 40L de onde foram colhidos, necessitando de uma filtração prévia às análises. Observou-se grande espectro de cores, margeando de amarelo claro, muito similar a um óleo de soja refinado a óleos mais escuros, em tom de marrom. No geral os óleos mais escuros apresentaram maior acidez, porém esta não foi uma constante. Os resultados da titulação podem ser vistos na Tabela 1.
Tabela 1: Resultados da titulação de acidez por NaOH. Amostra Data da coleta Índice de acidez (mg KOH/g) 1 26-03-2009 1,0 ± 0,2 2 07-03-2009 1,8 ± 0,2 3 12-08-2008 8,7 ± 0,6 4 26-06-2009 5,9 ± 0,1 5 14-05-2009 3,0 ± 0,1 6 15-05-2009 0,7 ± 0,2 7 19-05-2009 1,6 ± 0,1 8 30-06-2009 2,5 ± 0,1 9 30-06-2009 1,0 ± 0,2 10 06-07-2008 2,5 ± 0,1 11 26-06-2009 0,8 ± 0,1 Média 2,7 ± 0,1 Experimentos realizados por Araújo et al. (2007) demonstraram que durante o processo de produção de biodiesel, mais precisamente a transesterificação e posterior purificação, houve decréscimo de mais de 90% do índice de acidez do biodiesel de pinhãomanso (Jatropha curcas L.). Partindo de tal estudo, um óleo e gordura residual deve conter no máximo a acidez de 1 mg KOH/g para que atenda a acidez normalizada pela ANP de 0,5 mg KOH/g. Visto que apenas 4 óleos e gorduras residuais (Gráfico 1) possuem o índice de acidez aceitável, existe a real necessidade de pré-tratar este óleo para a retirada de umidade e particulados sólidos, assim como a correção de acidez elevada (NUNES et al., 2007 ; VÖLZ, et al., 2008 ; FERNANDES et al., 2008) para sua aplicação na produção de biodiesel. 5 4 3 Amostra 2 1 0 < 1 < 2 < 4 > 4 Acidez (mg KOH) Gráfico 1: Índice de acidez dos óleos e gorduras residuais.
CONSIDERAÇÕES FINAIS Óleos e gorduras residuais tendem como alternativa interessante para a sociedade, governo e empresas para produção de energia. Conforme demonstrado, os óleos e gorduras residuais apresentam elevada acidez, que pode inviabilizar sua destinação direta para produção do biodiesel, contudo esta acidez também pode ter sido elevada devido à forma de armazenagem e período de tempo, conforme estudado por Arantes et al. (2008). A média de acidez dos óleos e gorduras residuais foi de 2,67 mg KOH/g, um valor relativamente alto, evidenciando a necessidade de estudar se os óleos colhidos já apresentavam elevada acidez quando descartados, ou se faz decorrente de armazenamento incorreto, pela forma ou longo tempo. Para que não seja inviabilizada a produção de biodiesel a partir de óleos e gorduras residuais, faz-se necessário estudo e desenvolvimento de tecnologia de baixo custo para prétratar o óleo, deixando-o apto à produção de biodiesel e a um preço inferior em relação aos óleos brutos, degomados e refinados. AGRADECIMENTOS Os membros do grupo ENERBIO agradecem a empresa Biominas Indústria de Derivados Oleaginosos Ltda. (Itaúna, MG) pelas bolsas de pesquisa concedidas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARANTES, A. C. C et al. Avaliação do índice de acidez e do índice de saponificação de óleos residuais durante o armazenamento. 5º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel, Lavras, 2008. ARAÚJO, F. D. S. et al. Caracterização do óleo de pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Congresso Internacional de Agroenergia e Biocombustíveis - Energia de Resultados, Teresina, 2007. ARAÚJO, J. M. A. Química de alimentos: teoria e prática. 4. ed. Editora Viçosa. Viçosa, MG, 2008. CORSINI, M. da S. ; JORGE, N. Estabilidade oxidativa de óleos vegetais utilizados em frituras de mandioca palito congelada. Ciênc. Tecnol. Aliment., vol. 26, n. 1, p. 27-32, 2006. FERNANDES, R. K. M et al. Biodiesel a partir de óleo residual de fritura: alternativa energética e desenvolvimento sócio-ambiental. XXVIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Rio de Janeiro, 2008.
KUCEK, K. T. et al.. Biodiesel produzido a partir da reação de transesterificação etílica de óleos de soja refinado e degomado. 1 Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos Vegetais e Biodiesel, 2004, Varginha, 2004. NUNES, D. L. et al. Pré-tratamento de óleo de café visando a produção de biodiesel. 2º Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel, Brasília, 2007. OLIVEIRA, B. P. et al. Uso de material adsortivo (NaY, SiO2, AL2O3) para clarificação do óleo de fritura usado. 5º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel, Lavras, 2008. VÖLZ, M. D. de A et al. Estudo da esterificação ácida de óleos e gorduras de alta acidez para a produção de biodiesel. 4 Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos Vegetais e Biodiesel, 2004, Varginha, 2007.