Produção De Biodiesel e Determinação Do Índice De Acidez

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Produção de Biodiesel e determinação do índice de acidez 
Felipe Félix1, Guilherme de Oliveira Borges1, Laís de Queiroz Ferreira1, Larissa 
Guimarães de Oliveira Ramos1 , Paulo Henrique Alves dos Reis1 
1Faculdade UnB Gama – Universidade de Brasília (UnB) 
Gama – DF – Brasil 
Felipefe_lix@hotmail.com, guigaskk@hotmail.com, lais_qf@hotmail.com, 
laryssinha_002@hotmail.com, Paulo.henrique_xd@hotmail.com 
 
Abstract. 
Nowadays, there is much talk of biofuels and their applications, a good 
example is biodiesel. This work is to the production of a biodiesel derived 
from soybean oil used in cooking and their treatment due to obtain the same. A 
process for the production of biodiesel is the transesterification reaction 
consisting of vegetable oil with short chain alcohols. This procedure, when 
done in nature can obtain over 80% conversion of reactants, however, should 
not occur due care, this retention may be less. The use of it is of paramount 
importance to the environment, thus respecting the Kyoto Protocol. However 
economically, Brazil faces difficulties, preventing the production of Biodiesel 
in trading range with petrodiesel. 
 Resumo. 
Hoje em dia se fala muito de biocombustíveis e suas aplicações, um bom 
exemplo disso é o biodiesel. Esse trabalho trata da produção de um biodiesel 
derivado do óleo de soja de cozinha e seus devidos tratamentos para que se 
obtenha o mesmo. Um dos processos de obtenção do biodiesel é a 
transesterificação, que consiste na reação de óleos vegetais com álcoois de 
cadeia curta. Tal processo, quando feito in natura consegue obter mais de 80% 
de conversão de reagentes, porém, caso não ocorra os devidos cuidados, essa 
conservação pode ser menor. A utilização do mesmo é de suma importância 
para com o meio ambiente, respeitando assim o Protocolo de Kyoto. Porém 
mailto:Felipefe_lix@hotmail.com
mailto:guigaskk@hotmail.com
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mailto:laryssinha_002@hotmail.com
mailto:Paulo.henrique_xd@hotmail.com
 
economicamente, o Brasil enfrenta dificuldades, impossibilitando a produção 
do Biodiesel em escala de troca com o petrodiesel 
Palavras-chave: Biocombustíveis, trasesterificação, biodiesel. 
1. Introdução 
 
 Atualmente, no mundo, há uma corrida tecnológica por mais fontes de energia, 
uma vez que é evidente que o petróleo está se esgotando. O Biodiesel se mostra como 
uma boa alternativa a essa problemática. Tal biocombustível representa no mercado 
uma nova etapa para a indústria de combustíveis, já que envolvem óleos vegetais, 
álcool, produzindo um Ester vegetal, substituindo o óleo diesel. A ANP, Agência 
Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, afirma: “Desde 1º de janeiro de 
2010, o óleo diesel comercializado em todo o Brasil contém 5% de biodiesel.”[1,2]. 
 Apesar de se tratar de uma fonte de energia renovável, é necessária uma reação 
química de transformação do óleo de origem vegetal em um óleo devido ao consumo 
em motores a combustão interna, já que caso não esteja nas especificações da ANP, 
tanto em eficiência energética, quanto viscosidade, esse combustível pode não queimar 
da forma devida e produzir muito mais resíduos que o esperado, um deles é a Acroleína, 
um composto cancerígeno. As formas mais usuais do óleo vegetal como combustível 
são: Uso Blendado com o óleo pronto, pirólise ou craqueamento do óleo, Microemulsão 
do óleo e Transesterificação do óleo [1,3]. 
 Dos processos citados, o mais comum no Brasil e o mais aceito pela ANP, pela 
pouca geração de resíduos e pela alta eficiência é o da Transesterificação. Tal processo 
consiste na reação de óleos vegetais com alcoóis de cadeia curta, com uma proporção 
estequiométrica teóricas de 1:3:3:1, conforme a Figura 1. O procedimento é realizado na 
presença de um catalisador, teoricamente, 90% biodiesel e 10% glicerina, mostrando a 
seletividade do processo em um dos produtos, que também é uma das escolhas por 
industriais em tal reação e tais produtos são separados por decantação [1,2,4]. 
 
 
 
Figura 1. Reação de Transesterificação. Fonte: Portal do Professor (MEC) [S.D.] 
 
 O processo de produção de Biodiesel se trata de uma reação de catálise, ou seja, na 
presença de catalisador, mas a catálise, por sua vez, pode se ramificar em tipos. De 
acordo com o caráter do catalisador, em básica, que é a mais viável pela eficiência 
quanto a tempo, preço ou ácida mais demorada que sua concorrente e mais cara 
também; ou pelo tipo de catalisador, homogênea, caso o sistema e o catalisador se 
encontram na mesma fase de agregação que consequentemente há a perda do material 
utilizado, heterogênea, caso o sistema não se encontra na mesma fase de agregação do 
catalisador, que por consequência, pode ser reutilizado e, por fim, a catálise enzimática, 
por meio de enzimas que custam muito e são pouco eficientes [1-8]. 
 A reação de Transesterificação é uma reação de equilíbrio químico, então para tal 
reação, normalmente, em larga escala, aumenta-se consideravelmente a quantidade de 
álcool para que assim não ocorra uma concorrência com a reação de saponificação, 
conforme Figura 2 (na figura, a base está sendo representada como o Hidróxido de 
Sódio). O processo de saponificação, reação de produção de sabão é a reação quando se 
mistura óleo vegetal com uma base e utilizando álcool como catalisador. O próprio 
deslocamento do equilíbrio, já descrito, garante uma menor chance de ocorrer à 
saponificação [5,6]. 
 
 
 
 
Figura 2. Reação de Saponificação. Fonte: OLIVEIRA (2006). 
 
 O índice de acidez prediz a quantidade de ácidos graxos livres (AGL), obtidos pela 
reação de Transesterificação. Biodiesel que contenha uma quantidade elevada de IA 
(índice de acidez) pode levar a formação de sabão [6,9]. E para o processo, testar a 
acidez por titulação que é uma técnica volumétrica baseada na medição rigorosa de 
volumes, para determinar a concentração de uma solução (titulado) utilizando-se de 
outra com a concentração conhecida (titulante). A partir da reação de ácido-base, onde o 
ponto de equivalência é obtido quando, o numero de moles do cátion H+ do ácido 
iguala o número de moles dos íons OH- da base, esse ponto é determinado, pela 
mudança de cor do indicador colorimétrico mais apropriado a ser utilizado [10]. 
 Assim, este artigo teve como objetivo entender de forma clara o processo mais 
usual da produção de Biodiesel, assim como perceber como a quantidade de ácidos 
graxos presentes no óleo de cozinha afetam a reação. 
 
2. Metodologia 
 
Materiais 
1 Balança de Precisão; 
1 Bico de Bunsen; 
1 Placa de Aquecimento; 
1 Termômetro; 
 
1 Pipeta Graduada; 
1 Proveta Graduada; 
1 Vidro de Relógio; 
1 Bureta; 
1 Piseta; 
1 Funil de Separação; 
3 Erlenmeyer (250 ml); 
2g de óleo de cozinha usado; 
10g de tolueno; 
3 gotas de fenolftaleína; 
1g de hidróxido de potássio; 
22,04 ml de metanol; 
50 ml água destilada; 
1 Béquer; 
1 Alça de Ni-Cr; 
Solução HCI 6M 
 
Procedimento experimental 
 Pesou-se 100,048g de óleo de cozinha e colocou-se no Erlenmeyer de 250 ml, em 
seguida mediu-se 24.04 ml de metóxido de potássio que já estava pronto e colocou-se o 
Erlenmeyer. Em seguida a solução foi levada para uma placa de aquecimento por 30 
minutos a 60° C com um termômetro e um peixinho magnético dentro para agitar a 
mistura (o tempo começou a decorrer após estabilizar a temperatura em 60° C). 
 
 
Figura3. aquecimento da solução para se obter o biodiesel. 
 
 Enquanto isso foi realizado uma titulação pesando-se 1,001g de óleo de cozinha 
usado e colocando em dois Béquer, depois acrescentado 10 ml de tolueno medido com 
uma Pipeta Graduada e 3 gotas do indicador fenolftaleína, e com uma Bureta graduada 
acrescentando gota a gota de hidróxido de sódio até o ponto de viragem, em seguida 
calculou-se o nível de acidez. 
 Em seguida transferiu-se amistura para um funil de separação e aguardou-se 10 
minutos para a separação das fases, depois se separou a parte do glicerol e impurezas 
em um béquer, acrescentou-se 25 ml de água destilada ao biodiesel fazendo a lavagem e 
novamente espera-se 10 minutos para separar as impurezas restando apenas biodiesel, 
esse processo de lavagem foi realizado duas vezes, a água da lavagem foi depositada em 
dois Erlenmeyer, um para cada lavagem. Com a água da lavagem foi feito o teste da 
chama, a alça de Ni-Cr foi lavada com solução de HCI 6M e verificando-se a coloração 
para certificar-se que estava limpa, depois se verificou o pH da água de lavagem 
 
utilizando uma fita de pH, em seguida encharcou-se a alça com a água da lavagem do 
biodiesel e levando ao fogo do bico de Bunsen observando a coloração. 
 
3. Resultados e Discussão 
 
Determinação do índice de acidez do óleo vegetal 
 
 Na análise do índice de acidez do óleo vegetal que foi determinado através da 
titulação ácido-base descrita anteriormente, foi realizado duas vezes, pois essa é uma 
análise muito precisa e na sua determinação adicionou-se uma gota a mais do titulante, 
porém este erro experimental não teve grande influencia nos resultados obtidos. Segue 
abaixo a equação que determina o índice de acidez e o os resultados obtidos através 
desta equação: 
 
 
Figura 4. fórmula do índice de acidez.Fonte: pré-relatório Biodiesel 
 
Onde V= volume de titulante gasto, C= concentração do titulante e m= massa de óleo 
utilizada. 
 
 Na primeira amostra obtida foram coletadas 1,001g de massa de óleo e foram 
gastos 0,8 mL de titulante, sendo que ultrapassou uma gota de titulante para a 
verificação do ponto de viragem. Assim, o índice de acidez do óleo desta amostra foi de 
4,483516. 
 Na segunda amostra obteve-se 1,022g de massa de óleo e foram gastos 0,8 mL de 
titulante, sendo o ponto de viragem deste o correto. E o índice de acidez calculado nesta 
amostra foi de 4,391389. 
 Observou-se que mesmo havendo um pequeno erro no ponto de viragem a média 
entre os dois índices foi bem próxima. Porém, tendo em vista o referencial teórico este 
índice esta longe do ideal, visto que o índice de acidez dos óleos comercializados 
variam entre 0,5 e 3%. 
 
 
Figura 5. esta foto mostra a diferença entre as amostras analisadas, onde a da direita ultrapassou o ponto de viragem. 
 
Obtenção do biodiesel 
 
 Nesta parte do experimento, em que houve a obtenção do biodiesel através do 
processo de transesterificação, descrito na reação a seguir: 
 
 
Figura6. Equações das reações de transesterificação de um triacilglicerídio com metanol catalisada por hidróxido de 
potássio. (GERIS et al, 2007) 
 
 
Figura7. momento em que o éster e o glicerol se separam após a reação de transesterificação. 
 
 Neste processo é necessário modificar o óleo pois a sua viscosidade e a densidade 
dos óleos vegetais impedem seu uso direto como um combustível. Pirólise, 
craqueamento, microemulsão e transesterificação são os métodos mais usuais para 
reduzir essas características dos óleos vegetais. Aumentar a quantidade de álcool para 
deslocar o equilíbrio da reação para os produtos, usar um óleo mais puro, mais limpo e 
menos ácido, contribui para um maior rendimento da reação, produzindo assim, menos 
sabão. 
 O que não pôde ser observado no experimento realizado, já que, como foi 
discutido, o índice de acidez do óleo não estava dentro do ideal, pois era um óleo de 
pureza desconfiável, por isso, obteve-se uma quantidade razoável de sabão no produto 
final o que interferiu no resultado esperado. Outra hipótese seria que a quantidade de 
álcool utilizada não era suficiente. 
 Se o índice de acidez do óleo for superior a 3%, na reação de transesterificação os 
ácidos graxos são convertidos em sabão em vez de ésteres e isso dificulta a separação da 
glicerina e a purificação do biodiesel. 
 
 Portanto, as melhores condições reacionais para a obtenção do biodiesel metílico 
de soja é a razão molar de óleo/metanol de 1:5,8 e 1,5% de KOH. (SILVA et al, 2004). 
 Com isso uma parte do óleo de soja em questão, se transformou em sabão, processo 
conhecido como saponificação (Figura 18). Isso acontece quando as moléculas de 
glicerídeo, sofrem hidrólise básica à quente na presença de uma base forte, produzindo 
sabões, que são sais de sódios de ácidos carboxílicos de cadeia longa. O ideal seria que 
todo o óleo de soja fosse transformado em biodiesel e glicerol, apenas. 
 
 
Figura 8. Principal reação secundária durante a transesterificação: reação de saponificação. (GERIS et al, 2007). 
 
 
Figura 9. esta imagem permite uma nítida visualização da grande quantidade se sabão formada. 
 
 Após a retirada do glicerol obtido como produto da reação, foi feita a lavagem do 
biodiesel com água destilada para que houvesse a retirada do catalisador e utilizando a 
 
fita de pH verificou-se o pH da água de lavagem, o pH medido foi 11, isto é, a água 
apresentava um caráter básico, o que confirmou que o catalisador básico do biodiesel 
foi retirado. O catalisador utilizado foi o metóxido de potássio (metanol + KOH), por 
isso a catálise utilizada foi a catálise básica homogênea. Algumas vantagens dessa 
catálise são: baixo custo, alta disponibilidade, altas taxas de conversão em relação à 
catálise ácida, maior rendimento. As desvantagens são: tempo de reação longo, mais 
usados em óleos de baixa acidez, difícil remoção das impurezas. 
 
 
Figura 10. fita de pH mostrando que o pH da água foi 11. 
 Após a retirada da água foi feito o teste de chama no bico de Bunsen onde a chama 
teve a coloração lilás/violeta, que é característica do potássio, pois foi utilizado 
metóxido de potássio como catalisador. 
 
Figura 11. analise do teste da chama com a água do biodiesel. 
 
4. Conclusão 
 Mesmo a demanda de matéria-prima brasileira para se produzir este 
biocombustível sendo alta, a utilização deles como recurso energético é muito pequena. 
Isto pode ser explicado pelo seu alto custo de produção e conseqüente aumento do preço 
do diesel em função da troca de petrodiesel ao diesel renovável. 
 O que observou-se com o processo que trabalhar em escala industrial pode ser mais 
interessante que trabalhar em escala laboratorial, já que a manipulação por reagente em 
excesso para deslocar o equilíbrio é visível. 
 Porém ocorreu um erro na hora da lavagem do biodiesel, pois após a separação da 
água e do diesel foi misturado novamente, o que pode ter contribuído para o aumento da 
acidez e influenciou a reação. No momento em que se produz biodiesel é importante 
saber a quantidade de ácidos graxos no óleo, pois foi notado que o óleo de fritura 
residual é mais propício à saponificação que o não residual graças ao seu índice se 
acidez ser elevado. 
 O biodiesel resultante, após as lavagens é praticamente puro, livre de glicerol, 
catalisador e álcool, que por sua vez, são agentes que afetam a compressão no motor de 
ciclo diesel. Com a medida das lavagens e do tempo de espera entre elas, aumenta a 
purificação do biodiesel. Uma lavagem ácida talvez teria purificado mais ainda o 
produto, mas como não era para uso, não se fez necessária. 
 Em comparação, a inviabilidade é ainda maior, primeiro com o petrodiesel que 
mostra que apesar de menor formação de resíduos, o biodiesel tem uma explosão de 
menor rendimento também. Sem contar que para tal uso eficaz, os motores deveriam ser 
adaptados a tal combustível e que tudo isso demanda tempo e dinheiro, que na maioria 
das vezes, o País não tem um incentivo fiscal para isso. Segundo que o biocombustível 
necessita de uma matéria-prima que compete com a produção de alimentos, já que a 
soja também é usada como alimento, o que dificulta mais ainda sua produção para 
apenas a extração do óleo paratransesterificação. 
 Por outro lado, a implementação do Biodiesel é extremamente favorável ao meio 
ambiente, por gerar Créditos de Carbono, segundo o Protocolo de Kyoto, já que a 
emissão de poluentes é bem menor que o do seu concorrente advindo do petróleo. 
 
 A implantação de 100% do biocombustível é realmente uma incógnita, ainda hoje, 
na realidade do Brasil, uma vez que existem tantas controvérsias no assunto. 
 
5.Referências 
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metanol-etanol. São Luís, 2005. 
 
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D. ; CARVALHO, J. R. M. Biodiesel de soja – reação de transesterificação para 
aulas práticas. Salvador, 2007.