Produção de Biodiesel via de catalise

PROJETO DE CONCLUSÃO DE CURSO

      INTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

Produção de Biodiesel via de catalise básica reutilizando óleos residuais

Rubens Aparecido Cosenzo Neto

([e-mail])

Pedro Prates Valério

Vinicius Vieira Costa

Coordenação de curso de Engenharia Química

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Resumo:

1. Introdução

A crise do petróleo que ocorreu em 1973 (pela guerra de Yom Kippur) teve implicação da restrição de venda do petróleo para os aos países que apoiaram Israel pelos países Árabes produtores de petróleo com isso os preços do barril de petróleo subiram em passo acelerado que ocasionou a crise do petróleo (SILVA, 2005).

Esses acontecimentos geraram um grande impacto econômico devido ao aumento do consumo de petróleo mundial nos setores agrícola e de transporte, numa proporção alta em relação à produção decorrente do crescimento da economia de grandes países como China, Índia e os Estados Unidos (SILVA, 2005).

Em função do atual consentimento mundial preocupação com a escassez do petróleo e com meio ambiente, promoveu-se uma crescente preocupação em obterem-se novas fontes de energia e matéria-prima para poder suprir necessidades energéticas convencionais (CAMARGOS, 2005).

 Através de investimentos em pesquisa com objetivo de criar novas tecnologias para produção sustentável de combustíveis e produtos químicos, onde permite utilizar fonte renováveis de energia de duração ilimitada e de menor impacto ambiental, para ocupar gradativamente o petróleo mineral. Através dos esforços que vem sendo direcionados, há o desenvolvimento de processos para produção de combustíveis renováveis. Assim como o Biodiesel derivado de óleos vegetais, gordura animal e óleos residuais (CAMARGOS, 2005).

As principais vantagens do Biodiesel em relação ao Diesel mineral são: Baixa emissão de poluentes, altamente biodegradável possui baixa toxidade. A alta viscosidade do óleo vegetal impossibilita misturar direto no diesel fóssil, perante a isso se faz necessário o beneficiamento do óleo para adequar as normas de qualidade. O biodiesel pode ser obtido por diferentes processos como, pirolise, esterificação e transesterificação (SILVA, 2005).

O processo de transesterificação, para produção do Biodiesel se mostra amplamente aplicado na indústria. O processo consiste numa reação química de triglicerídeos (TAG) com álcoois (metanol e etanol), na presença de um catalisador (acido ou básico), onde tem um subproduto que é a Glicerina que depois de ser purificada agrega valor econômico para o processo e a comercialização (BRASIL, 2005)

Os catalisadores usados na obtenção do Biodiesel podem ser ácidos ou básicos, logo a utilização de cada catalisador vai depender da propriedade físico-química da matéria- prima, ou seja, o óleo.  Entre os catalisadores ácidos amplamente utilizados no processo transesterificação consistem em ácidos sulfúrico, clorídrico, sulfônicos orgânicos. Porem o uso de catalisador ácido promove uma reação muito lenta em relação aos catalisadores básicos, mas são indicados quando o óleo possui uma grande quantidade de umidade e de ácidos graxos livres no óleo (FUKUDA, 2001).

Entre os principais catalisadores básicos citam-se o hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, metóxido de sódio, etóxido de sódio, carbonatos entre outros. Por apresentarem uma eficiência maior e baixo custo no mercado em comparação aos catalisadores ácidos, são mais utilizados nas usinas de produção de Biodiesel (CAMARGOS, 2005).

Contudo há alguns problemas quando se usa catalisador básico, onde a umidade e o teor de ácidos graxos livres são elevados. Essa elevada umidade provoca a reação inversa da transesterificação que é a saponificação, onde consome o catalisador, ocorrendo redução da eficiência aumentando a viscosidade e a formação de sabão. Em relação aos ácidos graxos quando tem um teor superior a 0,5%, faz-se necessário aumentar a quantidade de catalisador básico e colocar o álcool (metanol) em excesso para favorecer o sentido da reação de transesterificação para estabelecer o produto e não a formação de sabão (FUKUDA, 2001).

Na indústria de biodiesel usa-se mais os catalisadores NAOH e KOH, em relação aos álcoois sobre questão técnica e econômica, a reação via metanol é mais vantajosa que por via etanol.

O biodiesel é um combustível produzido por materiais renováveis com o objetivo de um dia ocupar o diesel derivado do petróleo. Logo as matérias-primas utilizadas para beneficiamento do biodiesel como a soja entre outras, também são matérias primas para as indústrias de alimentos, consequentemente acarreta uma disputa onde a produção desses produtos acaba tendo um custo elevado. Estimular a diminuição dos impactos ambientais causados pelo descarte do óleo residual de forma incorreta propondo á reutilização dos óleos residuais para produção do biodiesel que seria uma alternativa de prevenir esses impactos, além de auxiliar o baixo custo da produção dessas indústrias e contribuindo para sustentabilidade e ao meio ambiente (CAMARGOS, 2005).

Durante o processo de transesterificação convencional, onde se aquece a mistura de óleo mais o álcool misturado com o catalisador através de agitação magnética onde o calor é transferido por condução e convecção, o trabalho tem como objetivo realizar a produção do biodiesel em escala laboratorial, a partir do óleo residual por meio de catalise homogênea básica por via de aquecimento radiação utilizando o aparelho de micro-ondas convencional, avaliando o tempo de reação e a conversão do óleo em biodiesel.

Objetivos Específicos:

• Analisar as propriedades físico-químicas para comparar com as normas da ANP tais como; Índice de acidez, Massa específica.
• Analisar quantidades diferentes de catalisador em razão da massa de óleo para obterem-se maiores rendimentos.
• Indicar tempo de reação necessária para atingir um rendimento elevado sem gasto de energia desnecessária.

1. Revisão Bibliográfica

A definição tomada no domínio do Programa Nacional de Produção e uso de Biodiesel conceitua biodiesel como: “um combustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão, que eventualmente possa substituir parcial ou totalmente o óleo diesel de origem fóssil” (ANP, 2012).

O Biodiesel pode ser produzido por qualquer fonte de ácidos graxos, tais como: óleos vegetais e gorduras animais. Por ser um combustível alternativo acaba trazendo uma visão mais promissora, por ser um substituto renovável do diesel fóssil. O Biodiesel pode equilibrar no futuro próximo a eminente insuficiência de combustíveis fosseis no mundo, além de ser utilizados em vários países por apresentarem vantagens ambientais pelo fato de ser renovável (SALTARIN, 2013).