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46 Américo Mário Napore Produção de Biodiesel a Partir do Óleo Residual Licenciatura em Ensino de Química com Habilitações em Gestão de Laboratório Universidade Rovuma Extensão Montepuez 2023 Américo Mário Napore Produção de Biodiesel a Partir do Óleo Residual Monografia científica a ser apresentado ao Curso de Química, Departamento de Ciências, Tecnologias, Engenharia e Matemática. Supervisor: Msc.Monteiro Carlos M. Mapero Universidade Rovuma ExtensãoMontepuez 2023 Índice Lista de Figuras vi Lista de Siglas e Abreviaturas vii Lista de Tabelas viii Lista de Gráficos xiv Declaração x Dedicatória xi Agradecimentos xii Resumo 13 Introdução 14 1.1.1 Delimitação de Tema 15 1.1.2 Enquadramento da Pesquisa 15 1.1.3 Problematização 15 1.2.1 Justificativa 16 1.2.2. Contribuição da pesquisa em diferentes Campos: 17 1.2.3 Objectivos da Pesquisa 18 1.3.1 Objectivo Geral 18 1.3.2. Objectivos específicos 18 1.3.3. Questões da Pesquisa 18 CAPITULO I: FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 19 2.1. Contextualização Histórica: Combustíveis fósseis 19 2.1.1. Biocombustíveis e Biodiesel 20 2.1.2. A produção de Biodiesel e os impactos 21 2.1.3. Vantagens e desvantagens do biodiesel face ao diesel 22 2.1.4. Produção de Biodiesel em Moçambique 23 1.2. Processo de produção de Biodiesel 24 1.2.1. Transesterificação 24 1.2.2. Matérias-primas utilizadas na produção de Biodiesel 25 2.3. Etapas de Produção de Biodiesel 25 2.3.1.Filtragem 25 2.3.2.Secagem 25 2.4.1 Mecanismo da transesterificação de óleos vegetais por catálise básica 26 2.5. Propriedades Físicas e Químicas do Biodiesel 28 2.5.1 Viscosidade e Densidade 28 2.5.2. Lubricidade 29 2.5.3. Ponto de Fulgor 29 2.5.4 Água e sedimentos 29 2.5.5. Viscosidade Cinemática 30 2.5.6. Número de Cetano 30 2.5.7. Teor de Enxofre 30 2.5.8. Poder Calorífico 31 2.5.9. Índice de Acidez 31 2.5.10 Densidade Relativa 31 2.5.11.Densidade 31 2.5.11. pH 32 CAPITULO III: METODOLOGIA DA PESQUISA 33 3.1. Quanto a Natureza 33 3.2. Quanto a forma de Abordagem 33 3.3. Quanto aos Procedimentos Metodológicos 33 3.4 Método do Trabalho de Campo 33 3.1.6. Instrumentos de Colecta de Amostras 33 3.1.7. Preparo da Amostra de Óleo Residual 33 3.1.1 Produção do Biodiesel 34 3.1.2 Procedimentos Experimentais 35 3.1.3. Transesterificação do Óleo Residual 35 3.1.4. Purificação do Produto Obtido na Transesterificação 35 3.1.5. Método Estatístico 37 3.1.6.Índice de acidez 37 3.1.7. Procedimento experimental 37 CAPITULO VI: RESULTADOSE DISCUSSÃO 39 .1.1. Determinação do rendimento do biodiesel 39 4.1.2. Análise dos resultados 40 4.1.3. Rendimento do biodiesel em cada ensaio 41 4.1.4. Caracterização Físico-Química do Biodiesel produzido 43 4.1.5. Densidade 43 4.1.6. Análise do pH 44 Conclusão 46 Sugestões 47 Referências bibliográficas 48 Apêndices 51 Remova a paginação no índice ( vi )Lista de Figuras Figura 1.Reacção de Transesterificação de obtenção de Biodiesel 25 Figura 2:Mecanismo da transesterificação de óleos vegetais por catálise básica 26 Figura 3: Mecanismo de reacção de transesterificação de óleos por catalise básica 27 Figura 4: Esquema de produção do biodiesel 36 ( vii )Lista de Siglas e Abreviaturas AGL- Ácidos Ggraxos Llivres AG – Ácidos Ggraxos DIC ou DCC - Delineamento Iinteiramente Ccasualizado IA – Índice de Aacidez pH – potencial Hhidrogénio NP EN - ? Lista de tabelas Tabela 1: Vantagens e desvantagens do biodiesel face ao diesel 22 Tabela 2. Factores e Intervalo de estudos das variáveis 34 Tabela 3. Planejamento experimental para a Produção do Biodiesel 34 Tabela 4: Determinação do Rendimento do biodiesel produzido 39 Tabela 5: Media dos ensaios, desvio padrão e valores de coeficiente de Pearson. 40 Tabela 6: Teste de TUKEY 42 Tabela 7: Densidade de biodiesel a temperatura de 20 °C 43 Tabela 8: Valores de pH em cada ensaio 44 Tabela 9: Índice de acidez 45 ( xiv )Lista de Gráficos Gráfico 1: Média do biodiesel em cada ensaio 41 ( x )Declaração Declaro por minha honra que a presente monografia nunca foi apresentada em nenhuma instituição para obtenção do grau académico, é resultado da minha investigação e das orientações do meu supervisor e meus co-orientadores, o seu conteúdo é original, cujas fontes consultadas, encontram-se devidamente citadas, no texto, nas notas e na referência bibliográfica. Montepuez, Janeiro de 2023 _________________________________ (Américo Mário Napore) ( xi )Dedicatória Aos meus Pais Mário Napore e Rosa João, pela educação que me deram até crescer. Aos meus irmãos Sique Adriano, Atija Mário, Sofia Mário, Sifa Mário, Amina Mário, Márcia Mário, Arlindo Mário, pela compreensão e carinho durante esse período no qual nunca deixaram de dar a devida atenção. Dedico. ( xii )Agradecimentos Em primeiro lugar agradecer a Deus pelo dom da vida e saúde, que pela sua misericórdia tem me concedido apoio em todas situações, e pela sua graça foi possível chegar a esse nível. Imensamente estou grato ao meu supervisor Monteiro Carlos Monteiro Mapero que de forma clara e inteligente supervisionou-me e guiou-me, transmitindo o seu conhecimento e saber para a realização desta pesquisa. Humildemente agradecer aos meus coorientadores co-orientadores, dr. Calton Dinis e dr. Fernando Chirindza Xirinda que incansavelmente transmitiram os seus saberes e pacientando todos os meus erros, encaminhando-me na prosperidade para a realização desta pesquisa. Ao chefe de departamento Mestre Priceiro e director do curso, Mestre Jorge Ernesto, por terem envidado esforços para a realização de experiencias no laboratório de química. A todos os docentes do departamento de química que contribuíram para a minha formação através da transmissão de seus conhecimentos. Em especial no curso de Química: Jorge Ernesto, Chande J.J Paulo, Sidónio Duarte, Eduardo Priceiro, Pedro António Francisco, BelémJuricia Violeta Marcie, Alfredo Bartolomeu, Diamantino Issufo Assane. Aos meus pais pelo amor, dedicação, ensinamentos e esforço que fizeram em todos momentos da mina vida, que suas almas descansem em paz. Aos meus irmãos e primos por toda alegria que me proporcionam A minha namorada, Esperança Robath Almasse, pela paciência, pelo companheirismo em tempos difíceis e seu apoio emocional. Aos meus amigos, Dionísio António Nhavene, Leonardo Manuel, Remiz Luciano Robate, Xavier Sualihina, Rachide Saíde Rachide, Regina Jonas Nacuimba, Jamussene Bernardo, Deolinda Márcia Domingos, pelos seus conselhos e acompanhamentos me deram na execução desta pesquisa. Resumo O impacto ambiental resultante do processamento e queima de combustíveis fósseis tem preocupado a comunidade científica e a sociedade em geral. Entre as fontes não-renováveis, o petróleo constitui a fonte de energia mais processada a nível mundial, durante o uso dos seus derivados produzem-se substâncias que danificam o meio ambiente. A substituição completa do diesel por biodiesel oferece total isenção de compostos de enxofre e de compostos aromáticos. Além deste tipo de combustível ser biodegradável, a sua combustão é mais eficiente e emite baixas quantidades de CO e CO2 CO2 que são os principais causadores do efeito estufa cuja principal consequência é o aquecimento global. A presente Pesquisa pretendeu-se obter o biodiesel a partir dos óleos residuais. A produção do biodiesel foi efectuado pelo processo de transesterificação do óleo residual com etanol a 96% e empregando-se a catálise alcalina com hidróxido de potássio (KOH a 1,3%), usando-se um planejamento experimental. O planejameto visava efectuar a determinação das condições experimentais que maximizassem a síntese do biodiesel resultante da reacção de transesterificação, no entanto, observou-se que a razão molar, a quantidade de catalisador, temperatura e o tempo de reacção influenciam no processo de produção de biodiesel. Nota Comment by Chirindza: Faltou referenciar os principais resultados e conclusões. Fale por exemplo do maior rendimento, melhorescondições para a obtenção do biodiesel de acordo com os resultados da pesquisa Palavras Chaves: Biodiesel. Transesterificação. Óleo. Summary Comment by Chirindza: Abstract The environmental impact resulting from the processing and burning of fossil fuels has concerned the scientific community and society in general. Among the non-renewable sources, oil is the most processed source of energy worldwide, during the use of its derivatives substances are produced that damage the environment. The complete replacement of diesel by biodiesel offers total exemption from sulfur compounds and aromatic compounds. In addition to this type of fuel being biodegradable, its combustion is more efficient and emits low amounts of CO and CO2 CO2 which are the main causes of the greenhouse effect whose main consequence is global warming. The present research aimed to obtain biodiesel from residual oils. %), using an experimental design. The planning aimed to carry out the determination of the experimental conditions that maximized the synthesis of biodiesel resulting from the transesterification reaction, however, it was observed that the molar ratio, the amount of catalyst, temperature and reaction time influence the biodiesel production process . Keywords: Biodiesel. Transesterification. Oil. Introdução O consumo de energia mundial é dependente em grande parte das fontes energéticas tradicionais como o carvão mineral, gás natural e o petróleo. No entanto, esses materiais são finitos e a energia proveniente é responsável por causar grandes danos ambientais, como a emissão de poluentes atmosféricos (CO2, NO, SO2, SO3 entre outros) responsáveis pela degradação de ecossistemas e pelo agravamento do aquecimento global (FAPESP, 2016). Diante dessa constatação e também com a intensa urbanização e industrialização dos últimos anos, impulsionou-se à diversificação da matriz energética mundial, gerando espaço para aplicação de fontes renováveis, que são ecológica e energeticamente muito favoráveis para as actividades humanas (FAPESP, 2010). Entre as diversas fontes alternativas e renováveis de energia, destacam-se o aproveitamento dos raios solares, da força proveniente das ondas, ventos e marés, assim como resíduos florestais e agrícolas, resíduos animais e toda matéria orgânica contida nos resíduos industriais, domésticos, municipais, que centraliza o uso da biomassa como fonte energética (Ayres, 2012). Os biocombustíveis têm sido bastante estudados, uma vez que podem ser utilizados para substituir o consumo de petróleo no sector de transportes. Conceitualmente, os biocombustíveis são todos os compostos obtidos a partir de biomassa (matéria orgânica) renovável, como vegetais e/ou animais, e que podem ser utilizados para gerar energia· (Freire et al., 2009). A qualidade do biodiesel produzido e a utilizar é regulada através da norma europeia NP EN14214. Comment by Chirindza: Colocar na lista de abreviaturas A norma impõe limites para diversos parâmetros físicos e químicos e define quais as normas de ensaio a serem utilizadas para a avaliação destes parâmetros. As propriedades do biodiesel produzido dependem das propriedades da matéria-prima e das condições de produção. Neste contexto, a pesquisa tem como finalidade sintetizar o biodiesel pela reacção de transesterificação etílica via catálise básica homogénea utilizando-se óleo residual como matéria-prima. 1.1.1 Delimitação de Tema A pesquisa foi realizada no Distrito de Montepuez na Cidade do mesmo nome, no período de 2021-2023. 1.1.2 Enquadramento da Pesquisa A Pesquisa, enquadra-se na Linha de Química, Meio Ambiente e Educação Ambiental visto que é uma das linhas que avalia os impactos ambientais causados por poluentes assim como actividade humana. Além disso, essa linha trabalha com a gestão das medidas de protecção ambiental inspecciona, controla a prevenção e conservação do meio ambiente e estabelece medidas correctivas, quando necessárias. Portanto é essa linha é tida como epicentro da mudança de atitudes negativas (Consciência ambiental) para preservação do Meio Ambiente. 1.1.3 Problematização O impacto ambiental resultante do processamento e queima de combustíveis fósseis tem preocupado a comunidade científica e a sociedade em geral. Entre as fontes não-renováveis, o petróleo constitui a fonte de energia mais processada a nível mundial, durante o uso dos seus derivados produzem-se substâncias que danificam o meio ambiente. Neste contexto, a comunidade científica tem investigado continuamente a viabilidade de produção de combustível a partir de fontes renováveis. O uso do biodiesel como alternativa ao óleo diesel vem crescendo aceleradamente no mundo inteiro, pois a cadeia de produção deste combustível tem um potencial promissor em vários sectores, tais como, social, ambiental e tecnológico. A queima destes combustíveis resulta na libertação de dióxido de carbono e outros gases poluentes na atmosfera (Soetaert & Vandamme, 2011). Cerca de 98% das emissões de carbono resultam da combustão de combustíveis fósseis (Dermibas, 2008). A acumulação de dióxido de carbono na atmosfera é uma das causas do aquecimento global. Os efeitos, a longo prazo, do aquecimento global serão severos, com mudanças drásticas no clima e nos níveis dos mares(Scragg, 2009; Soetaert & Vandamme, 2011). Em contrapartida, a sociedade moderna requer quantidades crescentes de energia. Em 2008, o mundo sofreu rápidos aumentos nos preços de combustíveis, osquais afectaram os preços de muitas mercadorias (Soetaert & Vandamme, 2011). Prevê-se também que será difícil garantir o fornecimento de energia devido ao esgotamento das reservas de petróleo bruto (Dermibas, 2008; Mitchell, 2010). Portanto, é necessária a adopção de fontes alternativas para a produção de energia e combustíveis para transporte e produção de diversos produtos (Soetaert & Vandamme, 2011). Por conseguinte, tem-se verificado um interesse em biocombustíveis como uma alternativa e fontes renováveis de combustíveis levando muitos países a adoptar políticas que encorajam a sua produção e consumo (Mitchell, 2010). Mediante essa e outras constatações, o pesquisador questiona o seguinte: · Que parâmetros devem ser levadas a cabo para a produção do biodiesel a partir dos óleos residuais que possa proporcionar melhor no rendimento 1.2.1 Justificativa Biodiesel é um combustível alternativo quimicamente modificadopara uso em motores a diesel. É tecnicamente competitivo e oferece vantagens técnicas em relação ao combustível diesel derivado do petróleo. Pode ser produzido a partir da reacção entre óleo vegetal ou gordura e um álcool de cadeia curta na presença de um catalisador processo denominado transesterificação. As vantagens ecológicas são o principal atractivo para o aumento da produção e do consumo do biodiesel porque é renovável e biodegradável, reduzindo sensivelmente as emissões de gases tóxicos durante a combustão que ocorre nos motores. A substituição completa do diesel por biodiesel oferece total isenção de compostos de enxofre e de compostos aromáticos. Além deste tipo de combustível ser biodegradável, a sua combustão é mais eficiente e emite baixas quantidades de CO e CO2 que são os principais causadores do efeito estufa cuja principal consequência é o aquecimento global. Os biocombustíveis podem ser sólidos, líquidos ou gasosos, e todas as três formas de energia são sustentáveis e renováveis porque são produzidas a partir de plantas e animais, e, portanto, podem ser substituídas em curto intervalo de tempo. Em contraste, os combustíveis fósseis levam de 10 a 100 milhões de anos para serem produzidos naturalmente. O biodiesel ainda contribui significativamente para diminuição da poluição da água porque para sua produção é através do reciclo de resíduos de óleos utilizados em fritura, evitando o seu lançamento em corpos de água. Para se ter uma ideia, 1 gota de óleo contamina 25 litros de água tornando-a impura para o consumo e causando a disseminação de doenças. Sem contar que materiais de origem graxa são substratospara milhões de microrganismos patogénicos. E a geração crescente dos despejos de óleos residuais nos bairros da cidade de Montepuez oque seria ideal para aproveitamento desses resíduos para produção em grande escala do biodiesel, podendo do outro lado gerar rendas para muitas famílias. E diminuir o índice desemprego no país. 1.2.2. Contribuição da pesquisa em diferentes Campos: A presente pesquisa teve como contributo em seguintes campos tais como: · Social Com essa pesquisa a sociedade vai se beneficiar em termos da mudança da consciência ambiental do melhor proveito de óleos residuais. Por outro lado a pesquisa vai providenciar boas formas de gestão desse resíduo. · Científico Com essa pesquisa na área científica na busca de técnicas menos económicos para a produção de biodiesel de óleos resíduos, indicando assim os tipos de resíduos de óleos. · Didáctico –Pedagógico No âmbito didáctico pedagógico de Ensino Química, o estudo é relevante para abordar o conteúdo ligado as gorduras e o organismo humano, importância e consequência da sua falta constante nos programas de ensino de Química da 10ª e 12ª.Pois o tratamento desses conteúdos repara-se muito aspectos ligados ao consumo de óleos mas deveriam também olhar de como aproveitar os resíduos depois de frituras o que leva a fraca aquisição das competências para a transmissão dos saberes na Sociedade. 1.2.3 Objectivos da Pesquisa A presente Pesquisa pretendeu-se alcançar os seguintes objectivos: 1.3.1 Objectivo Geral · Desenvolver uma metodologia de obtenção do biodiesel a partir dos óleos residuais. 1.3.2. Objectivos específicos · Produzir o biodiesel sob diferentes condições; · Verificar como a razão molar álcool/óleo, temperatura e o tempo de reacção influenciam na produção do biodiesel; · Analisar parâmetros de qualidade do biodiesel através do índice de acidez, e a densidade. 1.3.3. Questões da Pesquisa 2. Quais são condições que devem ser consideradas para produção de Biodiesel? 3. Como é que a razão molar álcool/óleo, temperatura e o tempo de reacção influenciam na produção do biodiesel do biodiesel? 4. Que parâmetro de qualidade de Biodiesel produzido a partir de Óleos Residuais deve obedecer? CAPITULO I: FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1. Contextualização Histórica: Combustíveis fósseis O ser humano sempre necessitou de energia das mais variadas formas para realizar actividades básicas de sobrevivência. A energia química proveniente dos alimentos, mecânica, a energia térmica do fogo é exemplos de como dependemos de energia desde tempos mais remotos (Goldemberg, 2007). Pelo primeiro princípio da termodinâmica, não podemos criar energia a partir, tampouco destruí-la, é possível apenas transformá-la de uma forma em outra: em térmica, química em mecânica, cinética em eléctrica (Bucussi, 2007). Por armazenar energia de um tipo para então transformá-la em outras formas paras erem usadas de maneira mais conveniente. A biomassa e os animais, por exemplo, armazenam (de certa forma) energias bioquímicas que são usadas em seguida para nós Com o crescimento da população e das grandes indústrias proveniente da Revolução Industrial, em meados do século XVIII, ocorreu um crescimento grandioso da demanda de recursos energéticos e a biomassa já não supria as necessidades da nova era· (Goldemberg, 2007). Começou-se então a utilizar combustíveis fósseis como principal recurso energético, principalmente o carvão mineral e o petróleo. Esses combustíveis são conceituados como fósseis porque são formados por meio da decomposição lenta (milhões de anos) de matéria orgânica, que ficam posteriormente armazenadas no subsolo terrestre. Comment by Chirindza: Fonte? Devido ao facto de necessitarem de uma longa etapa de evolução até sua chegada ao mercado, os combustíveis fósseis são considerados relativamente escassos, além de serem finitos. Assim, acaba por se tratar de um factor inversamente proporcional têm seu desenvolvimento e produção associados a milhões de anos enquanto a necessidade da demanda pelo contexto actual é altamente acelerada. Além disso, outra característica de tais combustíveis é o alto factor de poluição gerado em decorrência da sua queima, sendo os grandes responsáveis pelo aumento da emissão de gases (dióxido de carbono, principalmente) que aumentam o efeito estufa e, consequentemente, o aquecimento global. Cabe ressaltar que alguns gases poluentes e11substâncias tóxicas como o dióxido de enxofre (SO2), SO3 e óxidos de nitrogénio (NOX) são emitidos pelos combustíveis fósseis, e são altamente prejudiciais ao meio ambiente e à saúde dos seres humanos. Diante deste cenário, o mundo passou a buscar novas matrizes energéticas, com desenvolvimento mais sustentável e menor destruição da natureza. Nas últimas décadas, vem ocorrendo um aumento de investimentos em energias renováveis, que são repostas naturalmente pelo meio ambiente, e são energéticas e ambientalmente favoráveis para desempenhar praticamente todas as actividades modernas. Dentre essas podem destacar: a energia eólica, solar, geotérmica e a proveniente dos chamados biocombustíveis, que é enfoque deste trabalho (Goldemberg, 2007). 2.1.1. Biocombustíveis e Biodiesel Conceitualmente, biocombustíveis é o termo utilizado para designar substâncias provenientes de fontes biológicas e que possuem potencial de serem utilizados como fontes energéticas. Comment by Chirindza: Fonte ? Os biocombustíveis vêm como alternativa à produção de combustíveis fósseis, melhorando a gestão de questões económicas e sociais, por promover novos campos de trabalho e diminuir a dependência do petróleo, e principalmente pela diminuição drástica dos efeitos ambientais. Os biocombustíveis passaram a ser historicamente relevantes durante a Segunda Guerra Mundial e na década de 1970, quando as crises do petróleo se tornaram recorrentes e as pesquisas se voltaram para o desenvolvimento de possíveis substituintes. O biodiesel é um biocombustível obtido de fontes limpas e renováveis que não contém compostos sulfurados e aromáticos em sua composição; apresenta alto índice de cetanos e é biodegradável. Quimicamente, esse biocombustível é constituído por uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos e é obtido principalmente pela reacção de transesterificação, na qual os triglicerídeos reagem com álcool de cadeia curta e são produzidas moléculas menoresde ésteres de ácidos graxos e glicerina, como subproduto, que pode ser usada no ramo dos cosméticos. Essa reacção pode ocorrer utilizando-se óleos vegetais ou gorduras animais, como fonte de triglicerídeos, na presença de um catalisador, ácido ou básico. 2.1.2. A produção de Biodiesel e os impactos A produção de Biodiesel é um impacto positivo, as desvantagens são poucas e necessitam apenas de entendimentos e esclarecimentos. Os impactos acontecem principalmente em âmbitos como social, profissional e ambiental. Em âmbito social o biodiesel evita a poluição do ar melhorando a saúde das pessoas, ao contrário do diesel comum que lança toneladas de dióxido de enxofre, hidrocarbonetos pesados oriundos da queima incompleta sem falar na enorme emissão de dióxido de carbono e outras partículas que causam problemas respiratórios e dermatológicos. No âmbito profissional, a produção desse biocombustível aumenta o número de empregos tanto no campo quanto na indústria em virtude de sua fabricação reclamar mão-de-obra especializada e nos cuidados com as culturas que fornecem matéria prima. O aspecto mais importante fabricação do biodiesel é o ambiental, por que o meio ambiente vem enfrentando sérios problemas causados pela poluição dos combustíveis convencionais tanto em seu refino quanto em seu uso. O biodiesel apresenta algumas desvantagens como a dificuldade em sua obtenção, inadaptações mecânicas dos veículos existentes sua produção, apresenta um custo consideravelmente mais alto do que a dos combustíveis normais. A produção de biodiesel em grande escala demanda profissionais especializados, e equipamentos sofisticados, ao contrário do pensamento de muitos a síntese envolvidana fabricação desse combustível exige conhecimentos profundos em química orgânica, bioquímica e físico-química, além de observar aspectos como segurança em função da síntese de biodiesel envolver a manipulação do etanol que é extremamente venenoso e bases fortes como KOH por ser altamente tóxicas e corrosivas e descarte de resíduos. A simplicidade de obtenção reside no fato de produção em pequena escala, porém a pequena escala encarece significativamente os custos. 2.1.3. Vantagens e desvantagens do biodiesel face ao diesel Tabela 1: Vantagens e desvantagens do biodiesel face ao diesel Parâmetros Vantagens Desvantagens Ambientais Diminuição das emissões do efeito estufa Aumento das emissões de NOx Menos emissões de SO2 e de partículas Redução da emissão dos hidrocarbonetos aromáticos poli cíclicos Riscos de poluição das águas por pesticidas e do solo por nitratos Redução das emissões de CO2 Biodegradebilidade Operacionais Pode ser usado directamente em motores Diesel de injecção interna A baixas temperaturas pode ocorrer o congelamento do biodiesel Possui ponto de inflamação elevado e não é tóxico Corrosão decomponentes de borracha e entupimento de borrachas Óptimo lubrificante Susceptibilidade à degradação durante armazenamento por longos períodos de tempo Económicos Variedade de matérias-primas, tais como óleos puros, óleos alimentares usados e produtos excedentes de outras Baixa competitividade face aos elevados custos de produção caso não haja incentivos fiscais Dependência da disponibilidade e variações no mercado de óleos vegetais (Gonçalves, 2009). Fonte: Golsalves (2009). 2.1.4. Produção de Biodiesel em Moçambique No dia 27 de Agosto de 2007, o ministro da energia Dr. Salvador Namburete inaugurou a primeira unidade de produção de biodiesel na cidade da Matola, A unidade foi resultado do projecto Ecomoz Energias Alternativas Renováveis resultante de uma parceriaentre as empresas Petromoc, Biomoz e Bio-energia em cooperação com a Biodiesel One da África do Sul. A unidade possui a capacidade de produção de 40 milhões de litros de biodiesel por ano. A produção do primeiro milhão de litros foi alcançada na primeira quinzena de Março de 2012, sendo um dos principais constrangimentos, o fornecimento da matéria-prima (óleos vegetais) a preços acessíveis (Bregueje et al 2013). No dia 28 de Julho de 2009, foi celebrado na Petromoc sede em Maputo um Memorando de Entendimento entre a Petromoc S.A e a organização alemã MAN Ferrosta al AG. MAN (organização que está direccionada aos biocombustíveis de segunda geração na construção de plantas de biodiesel e de bioetanol). Este memorando consistia na construção de um complexo industrial de Biodiesel em Moçambique, visando juntar-se a outros, do género, que estão em curso na constituição de ferramentas consistentes no desenvolvimento da economia e combate à pobreza, para além de se alinhar como alívio apropriado aos níveis de preços do petróleo e derivados (Bregueje et al 2013). 1.2. Processo de produção de Biodiesel 1.2.1. Transesterificação Na visão de (Santos et al 2008) enfatiza que a transesterificação consiste na conversão de um éster num outro através da reacção com um álcool de cadeia curta na presença de um catalisador ácido ou alcalino que dará uma sequência de três reacções reversíveis e consecutivas, onde cada etapa produz uma molécula de éster alquílico do AG, sendo mono e diacilglicérido os intermediários da reacção e a glicerina o co-produto. As reacções de transesterificação são aquelas em que se obtém um éster por meio de outro éster. Esse método é bastante viável porque, visto que ocorre em apenas uma etapa, ele se processa de modo rápido na presença de um catalisador, é simples, barato e se realiza em pressão ambiente. A transesterificação pode ser realizada em meio ácido ou básico e como também se trata de um equilíbrio, o álcool é empregado como solvente, o que favorece a formação de um novo éster. Esse tipo de transesterificação que reage o éster com álcool é chamado de alcóolise. Mas, pode-se também reagir o éster com um ácido carboxílico ou com outro éster, sendo denominadas de acidólise e interesterificação, respectivamente. Antes da produção do Biodiesel em si, o óleo de cozinha deve passar por algumas etapas essenciais, de pré-tratamento, para de facto produzir o Biodiesel. Esse pré-tratamento consiste em: filtragem e secagem (Freire et al., 2009). Matérias-primas utilizadas na produção de Biodiesel Comment by Chirindza: Numeração A produção de Biodiesel é uma alternativa energética viável, em parte devido à grande disponibilidade de matérias-primas. Mais de 350 culturas oleaginosas são consideradas como fontes de biocombustíveis. Entre elas destacam-se como mais utilizadas na produção de biodiesel, palma, girassol, soja, colza, jojoba, jatropha, entre outras. Segundo Singh et all (2021) afirma que, Produção de biodiesel é classificada em quatro gerações distintas, dependendo do tipo de matéria-prima. As matérias-primas de primeira geração, incluem o óleo de soja, óleo de colza, óleo de palma, que são óleos comestíveis, os óleos de Jatrophacurcas, Pongamia Pinnata, Madhuca indica, são de segunda geração por não serem comestíveis. Nas matérias-primas de terceira geração estão incluídos os óleos à base de microalgas e óleos alimentares usados. Comment by Chirindza: Tamanho da letra 2.3. Etapas de Produção de Biodiesel 2.3.1.Filtragem Nessa etapa há a separação dos resíduos particulados presentes no óleo de cozinha, como restos de alimentos. Nesse sentido, o óleo passa por uma peneira que retira tais resíduos. 2.3.2.Secagem Em um tanque aquece o óleo até 80 graus. Assim, forma-se uma etapa trifásica: água, sujeira e óleo limpo, dado que a água fica em baixo, a sujeira no meio e o óleo em cima. Dessa forma, recolhe-se o óleo limpo, com ajuda de uma bomba. Após o óleo estar limpo, ele passa pelo processo de produção do biodiesel normalmente, segundo o método de transesterificação. A transesterificação se dá pela reacção do óleo com um álcool, na presença de um catalisador básico, como potassa cáustica ou metilato de sódio, de forma a resultar em biodiesel e glicerina. Consequentemente, esses componentes devem ser separados por meio da decantação, e extrai-se o biodiesel, que precisará ser purificado, isto é, haverá a lavagem do biodiesel com água quente e ácidos. Ainda, depois deve haver a secagem para remover a humidade. Por fim, obtemos o biodiesel com alta pureza (Freire etal., 2009). Essa reacção de transesterificação para a obtenção do biodiesel está representada abaixo: Figura 1.Reacção de Transesterificação de obtenção de Biodiesel Fonte:Carvalho, 2000 2.4.1 Mecanismo da transesterificação de óleos vegetais por catálise básica Pré etapa: formação do alcóxido Etapa 1: ataque ao nucleófilo (alcóxido) ao carbono carbonifico do TG, formando o intermediário tetraédrico. Etapa 2: Decomposição do intermediário tetraédrico levando a formação do éster graxo Etapa 3: Transformação do protão entre anião do diglicerídeo e o álcool. Estas etapas se repetem ateaté a conversão total do TG em biodiesel e glicerol (SUAREZ et al, 2007). Figura 2:Mecanismo da transesterificação de óleos vegetais por catálise básica Comment by Chirindza: Sem itálico Pré-etapa: Etapa 1: Etapa 2: Etapa 3: ONDE: R - Grupo alquila do álcool R' - Cadeia carbónica de ácido graxo Fonte: Dolores et al (2009, Pag.20) Figura 3: Mecanismo de reacção de transesterificação de óleos por catalise básica Comment by Chirindza: ? Figura 1:Fluxograma que ilustra o processo de fabricação do biodieselatravés da transesterificação ( Biomassa ) ( Extracção do óleo ) ( Catalisador: KOH ) ( Etanol ) ( Transesterificação ) ( Biodiesel ) ( Glicerina ) Fonte: Autor, 2023 2.5. Propriedades Físicas e Químicas do Biodiesel De acordoLehninger (1985) concluiu que, O biodisel é um líquido límpido e transparente que vai do verde amarelado ao castanho claro, é praticamente insolúvelem água e solventes polares, possui odor semelhante ao dos óleos utilizados em sua fabricação, não é tóxico e nem corrosivo porém não deve ser ingerido, e nem inalado. 2.5.1 Viscosidade e Densidade As propriedades fluido dinâmicas de um combustível, importantes no que diz respeito ao funcionamento de motores de injecção por compressão (motores diesel), são a viscosidade e a densidade. Tais propriedades exercem grande influência na circulação e injecção do combustível. Afortunadamente, as propriedades fluido dinâmicas do biodisel, independentemente de sua origem, assemelham-se as do óleo diesel mineral, significando que não é necessária qualquer adaptação ou regulagem no sistema de injecção dos motores, (Da Silveira, 2011). 2.5.2. Lubricidade A lubricidade é uma medida do poder de lubrificação de uma substância, sendo uma função de várias de suas propriedades físicas, destacando a viscosidade e a tensão superficial. Diferentemente dos motores movidos a gasolina, os motores a óleo diesel exigem que o combustível tenha propriedades de lubrificação, especialmente, em razão do funcionamento da bomba, exigindo que o líquido que escoa lubrifique adequadamente as suas peças em movimento, (Dermibas, 2008). 2.5.3. Ponto de Fulgor O Ponto de Fulgor é a menor temperatura na qual o biodiesel, ao ser aquecido pela aplicação de uma chama sob condições controladas, gera uma quantidade de vapores que se inflamam. Tal parâmetro, relacionado à inflamabilidade do produto, é um indicativo dos procedimentos de segurança a serem tomados durante o uso, transporte, armazenamento e manuseio do biodiesel. Nas palavras de Da Silveira, (2011) concluiu que essa propriedade assume importância, quando diz respeito à segurança nos transportes, manuseios e armazenamentos. O ponto de fulgor do biodiesel, se completamente isento de metanol ou etanol, é superior à temperatura ambiente, significando que o combustível não é inflamável nas condições normais onde ele é transportado, manuseado e armazenado, servindo inclusive para ser utilizado em embarcações. 2.5.4 Água e sedimentos A determinação do teor de Água e Sedimentos em amostras de biodiesel visa controlar a presença de contaminantes sólidos e água. Os sólidos podem reduzir a vida útil dos filtros dos veículos e prejudicar o funcionamento adequado dos motores. A presença de água em excesso pode contribuir para a elevação da acidez do biocombustível, podendo torná-lo corrosivo. O ensaio é executado pela centrifugação de um certo volume de biodiesel em um tubo adequado. Após a centrifugação, os teores de água e sedimentos são lidos na escala do tubo de vidro, (Dermibas, 2008). 2.5.5. Viscosidade Cinemática A viscosidade cinemática do óleo é uma propriedade que expressa a resistência oferecida pelo mesmo ao escoamento sob gravidade (Melo, 2010). Também é comummente percebida como a resistência do material ao despejo, dessa forma quanto maior for esta propriedade menor é a velocidade que o fluido se movimenta e menor será a quantidade de matéria transportada pelo mesmo (Oliveira, 2012). 2.5.6.Número de Cetano O índice de o cetano ou octanagem dos combustíveis está para motores do ciclo Otto, da mesma forma que o índice de cetano ou cetanagem está para os motores do ciclo Diesel. Portanto quanto maior for o índice de cetano de um combustível, melhor será a combustão desse combustível num motor diesel. O índice de cetano médio do biodiesel é 60, enquanto para o óleo diesel mineral a cetanagem situa -se entre 48 a 52, bastante menor, sendo esta a razão pelo qual o biodiesel queima muito melhor num motor diesel que o próprio óleo diesel mineral (Burattini, M. P. et al. 2008). 2.5.7. Teor de Enxofre Como os óleos vegetais e as gorduras de animais não possuem enxofre, o biodiesel é completamente isento desse elemento. Os produtos derivados do enxofre são bastante danoso ao meio ambiente, ao motor e seus pertences. Depreende-se que o biodiesel é um combustível limpo, enquanto o diesel mineral, possuindo enxofre, danifica a flora, a fauna, o homem e o motor (Burattini, M. P. etal. 2008). 2.5.8. Poder Calorífico O poder calorífico de um combustível indica a quantidade de energia desenvolvida pelo combustível por unidade de massa, quando ele é queimado. No caso de um combustível de motores, a queima significa a combustão no funcionamento do motor. O poder calorífico do biodiesel é muito próximo do poder calorífico do óleo diesel mineral. A diferença média em favor do óleo diesel do petróleo situa-se na ordem de somente 5%. Entretanto, com uma combustão mais completa, o biodiesel possui um consumo específico equivalente ao diesel mineral (Burattini, etal. 2008). 2.5.9. Índice de Acidez Caracteriza a rancidez hidrolítica que é a hidrólise da ligação éster pela enzima lipase e humidade, este índice revela o estado de conservação do Biodiesel na qual a composição dos glicerídeos é acelerada por aquecimento e pela luz, sendo a rancidez quase sempre acompanhada pela formação de ácido graxo livre. O índice de acidez se refere à quantidade em miligramas de NaOH ou KOH necessária para neutralizar os ácidos graxos livres em 1g de amostra. O grau de acidez é uma medida relacionada com o conteúdo (g/100g) de ácidos graxos livres, determinado em relação a um ácido graxo específico predominante na amostra (Nunes et al., 2016). 2.5.10 Densidade Relativa Determina a razão da massa da amostra em relação à da água por unidade de volume a 20°C e é aplicável a todos os óleos e gorduras líquidas (Lutz, 2008). Densidade A densidade () relaciona a massa e o volume de uma substância ou mistura de substâncias, por isso, pode ser usado como factor de conversão entre essas duas grandezas. A densidade realativa (4) de uma substância é a relação entre a densidade da substância e a de referência em condições específicas, ou seja: Comment by Chirindza: ? Equação: 1 Para líquidos e sólidos, normalmente, a substância de referência é a água líquida a 4°C, para a qual se tem ρH2O(l) = 1000 KG/m3 (Da Silveira, 2011).A densidade de substâncias puras ou misturas líquidas, praticamente não varia com a pressão, mas é mais sensível com variação da temperatura devido a expansão do volume provocada pelo aumento deste parâmetro que consequentemente reduz a densidade (Da Silveira, 2011). 2.5.11. pH A norma regulamenta que os valores adequados para o biodiesel devem-se apresentar neutro, isso proporciona a vida útil prolongada, não causando desgaste a bomba injectora ou ocasionando corrosão do motor. (Miyashiroetal 2013). CAPITULO III: METODOLOGIA DA PESQUISA 3.1. Quanto a Natureza A pesquisa é aplicada pois visa gerar conhecimentos úteis à problemas sociais especificamente na produção de uma fonte alternativa do diesel. 3.2. Quanto a forma de Abordagem A pesquisa é quantitativa pois os dados receberam tratamentos estatísticos, ou seja, foram empregadas quantificações das variáveis durante a sua análise por meio de análise de variância. 3.3. Quanto aos Procedimentos Metodológicos É experimental, pois, o método experimental consiste em investigações de pesquisa empírica cujo objectivo principal é o teste de hipóteses que dizem respeito a relações de tipo causa-efeito. Nesta pesquisa, foram manipuladas variáveis de interesse e observados seus efeitos sobre outras variáveis em estudo. Por meio da análise dos resultados e observações inferem-se possíveis relações de causa e efeito. 3.4 Método do Trabalho de Campo As amostras da matéria-prima para a produção do biodiesel (óleo de fritura) foram colectadas em restaurantes de Montepuez concretamente (Monte real, Restaurante Enupaka, Restaurante bom paladar e Messalo Club). 3.1.6. Instrumentos de Colecta de Amostras Para este efeito, o pesquisador forneceu recipientes (de polipropileno (PP)) limpos e rotulados para alguns restaurantes, orientando-os a depositar o óleo utilizado para a fritura nestes recipientes. Após a colecta destas amostras, foram transportadas para o laboratório de química da Universidade Rovuma-CampusUniversitário de Ncoripo, Montepuez, Cabo-Delegado 3.1.7. Preparo da Amostra de Óleo Residual O óleo de fritura colectado foi tratado de modo a se retirar substâncias estranhas nelas contidas, para este efeito, primeiramente filtrou-se com o papel de filtro para provetas de modo a permitir a retirada de resíduos de alimentos. O tratamento visava á obtenção de uma matéria-prima purificada, pois qualquer material particulado pode apresentar alterações na reacção de transesterificação. Após a filtragem a matéria-prima foi aquecida a uma temperatura superior a 100ºC de modo a retirar o excesso de humidade (água) proveniente dos alimentos confeccionados. Com ilustra a imagem abaixo. Imagem 1: ilustração do sistema de preparo da amostra inique o que significa cada imegem (distingue-nas em a,b e c) Comment by Chirindza: Figura sem itálico. Legenda deve ficar a baixo da figura Fonte: Autor, 2023 3.1.1 Produção do Biodiesel A produção do biodiesel foi efectuada pelo processo de transesterificação do óleo residual com etanol a 96% e empregando-se a catálise alcalina com hidróxido de potássio (KOH a 1,3%) adotando-se adoptando-se as condições propostas por Araújo et al. (2009) e Frade et al.(2022) usando-se um planejamento factorial. O planejamento factorial visava efectuar a determinação das condições experimentais que maximizassem a síntese do biodiesel resultante da reacção de transesterificação, para este efeito foram analisadas 3 variáveis com 2 níveis em triplicata. As variáveis em estudo são: razão molar, temperatura do sistema reacional reaccional e tempo de reacção descritas nas Tabelas 1 e 2. Tabela 2. Factores e Intervalo de estudos das variáveis Factores Níveis (-) (+) Razão molar óleo-etanol [R] 1:6 1:8 Temperatura [T] (°C) 60 80 Tempo de reação reacção [t] (min) 60 90 Fonte: Adaptado de Araújo et al.(2009) e (Frade et al., 2022) A Tabela 4 apresenta as condições que deveram ser levadas em conta para cada ensaio de produção do biodiesel. Tabela 3. Planejamento experimental para a Produção do Biodiesel Ensaio Razão álcool/Óleo T (°C) t (min) 1 -1 (1:6) -1 (60) -1 (60) 2 +1 (1:8) -1 (60) -1 (60) 3 -1 (1:6) +1 (80) -1 (60) 4 +1 (1:8) +1 (80) -1 (60) 5 -1 (1:6) -1 (60) +1 (90) 6 +1 (1:8) -1 (60) +1 (90) 7 -1 (1:6) +1 (80) +1 (90) 8 +1 (1:8) +1 (80) +1 (90) Fonte: Autor 2023 3.1.2 Procedimentos Experimentais Nesta parte da pesquisa encontram-se descritas as etapas experimentais que foram realizadas. 3.1.3. Transesterificação do Óleo Residual Para a execução dos ensaios (reacção de transesterificação) foram medidas 150 e 200 mL do óleo residual e colocado num balão volumétrico de fundo redondo em banho-maria e o conjunto Ffoi aquecido em chapa de aquecimento com agitação até a temperatura desejada (60 e 80 °C). A temperatura do meio reacional reaccional foi mensurada através da inserção de um termopar na mistura reacional reaccional. De seguida, procedeu-se com a dissolução do catalisador (KOH) em álcool (etanol 96%) com um aquecimento de até 50ºC ate até a dissolução completa do KOH, de modo a se obter a percentagem mássica do catalisador igual a 1,3% (1,95g de KOH para 90mL e 100mL de etanol). Então, foi adicionado a mistura preparada para o balão em aquecimento iniciando-se a contagem do tempo de reacção. Passado o tempo estimado para a reacção, interrompeu-se o processo e de seguida a mistura foi colocada em um funil de decantação e deixou-se em repouso por um período de 24h. Figura 4: Esquema de produção do biodiesel Comment by Chirindza: Depois da figura. Melhore as legendas das figuras. Evite colocar procedimentos na legenda ( Deixou-se a mistura reagir até o tempo e temperatura prevista ) ( Transferiu-se os reagentes para o reator ) ( Mediu-se o óleo com auxilio de proveta ) Fonte: Autor, 2023 3.1.4. Purificação do Produto Obtido na Transesterificação Passadas 24h do procedimento anterior consistiu na separação da amostra (fases formadas no balão volumétrico - biodiesel e glicerina) seguida da neutralização com ácido clorídrico (HCl 0,01mol/L)e lavagem com água destilada de modo a permitir que a glicerina seja retirada junto com a água assim como o catalisador, conforme ilustra o esquema abaixo. Figura 4: Esquema de purifição purificação do biodiesel ( Transferiu-se para funil e 24h depois houve separação das fases ) ( Transferiu-se para proveta o biodiesel obtido. ) ( N eutralização da base com HCl e remoção da água ) ( 8 )3.1.5. Método Estatístico Quanto ao processamento de dados experimentais usou-se portanto pacote estatístico SPSS para o teste de correlação de Pearson e de ShapiroWilk e statistic v.8. para para o caluculo de ANOVA e Tukey. Comment by Chirindza: ? .Índice de acidez Definido como a massa de hidróxido de potássio utilizada para neutralizar ácidos livres de 1 grama de amostra. A propriedade que prediz a quantidade de AGL presentes no biodiesel é o índice de acidez (IA). Biodiesel com alto IA pode levar a formação de sabão, depósitos e corrosão no motor. Preparo da amostra · Materiais Comment by Chirindza: Remova Vai citando no texto corrido. · Bureta · Erlenmeyer · Funil de vidro · Pipeta volumétrica · Espátula · Copo de Becker · Indicador universal · Biodiesel · Suporte universal · Solução de NaOH Procedimento experimental Para a execução deste teste usou-se método de titulação, Pprimeiro fez-se a pesagem das amostras do biodiesel numa balanca (aqui ate podes dizer a marca da balanca, sua capacidade e sua precisão), e de seguida adicionou-se a solução de éter-álcool com uma proporção de (2:1), posteriormente adicionou-se o indicador universal e homogeneizou-se a mistura. A solução foi titulada com solução padronizada de KOH a 0,02M ateaté aparecimento da coloração rósea e sua persistência por 30 segundos. Anota-se o volume gasto da base para cada amostra e calcula-se o IA, usando-se a formula abaixo: onde: IA= índice de acidez V = volume gasto de KOH N = concentração da solução M = massa da amostra 2,51 = normalidade de KOH Posteriormente, fez-se o calculo de índice de acidez em todos ensaios usando a equação acima citada, obteve-se os resultados apresentados na tabela 9. CAPITULO VI: RESULTADOSE DISCUSSÃO Neste capítulo, foram apresentados todos resultados obtidos nesta pesquisa e de seguida foram interpretados, analisados e discutidos com base nas fontes bibliográficas que referenciam assuntos relacionados a esta pesquisa. .1.1. Determinação do rendimento do biodiesel Após a produção do biodiesel foi determinado o rendimento das diferentes condições de estudo com vista a se aferir a melhor condição de síntese do biodiesel. O rendimento foi determinado com base na seguinte equação (Ramiro, 2013): Equação: 2 Tabela 4: Determinação do Rendimento do biodiesel produzido Comment by Chirindza: Sem itálico Ensaio Razão álcool/Óleo T (°C) t (min) Médias dos ensaios Rendimento 1 -1 (1:6) -1 (60) -1 (60) 83.433 83.433% 2 +1 (1:8) -1 (60) -1 (60) 125.773 85,443% 3 -1 (1:6) +1 (80) -1 (60) 80.167 80% 4 +1 (1:8) +1 (80) -1 (60) 118.20 79% 5 -1 (1:6) -1 (60) +1 (90) 83.500 83% 6 +1 (1:8) -1 (60) +1 (90) 122.43 82% 7 -1 (1:6) +1 (80) +1 (90) 81.367 81% 8 +1 (1:8) +1 (80) +1 (90) 120.77 81,13% Fonte: Autor (2022). Portanto, o ensaio 2 apresentou maior rendimento em detrimento dos outros com cerca de 85,43%,Nos ensaios 4, 6 e 8 também mostraram resultados satisfatórios como se refere a (tabela 4). Isso deveu-se a razão molar e tempo de reacção como sendo factores que influenciaram significativamente para maior rendimento em relação ao outros ensaios. 4.1.2. Análise dos resultados Para análise dos resultados, usou-se o teste de correlação de Pearson para verificar a relação existente entre a razão molar, a temperatura, tempo da reacção com a produção do biodiesel, o teste de Shapiro Wilk foi usado para testar a normalidade dos resultados dos ensaios,ANOVA e Tukey para verificar a diferença significativa das médias do biodiesel com auxilio de Statistix Statistic versão 8.0 e SPSS® versão 22.0. Todos os teste foram feitos com um intervalo de confiança de 95% (IC95%), isto é, com um nível de significância de 0,05. Os ensaios foram feitos em triplicadas, sendo calculadas as médias aritméticas e acompanhadas com o desvio padrão. Na análise dos dados, baseou-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC ou DCC). Foram feitos oito (8) ensaios, sendo em triplicata e os rendimentos obtidos em cada experimento, são apresentados as médias aritméticas acompanhadas com o desvio padrão, como ilustra a tabela 2. Tabela 5: Media dos ensaios, desvio padrão e valores de coeficiente de Pearson. Rep Ensaios E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 1 82.2 127 78.1 117.1 84.3 120.4 90.2 121.3 2 84.5 125.6 79.9 119.2 82.7 124.6 89.2 119.7 3 83.6 124.7 81.2 118.3 83.5 122.3 88.7 121.3 Média 83.433 125.77 80.16 118.20 83.500 122.43 89.367 120.77 Dp 1.1590 1.1590 1.789 1.0536 0.8000 2.1032 0.7638 0.9238 Valor de P 0.7615 0.7615 -0.000 0.8428 1.0000 0.8951 0.6369 -0.000 Fonte: Autor (2022) Em relação a tabela 2, de acordo com o teste de Shapiro-Wilk, verifica-se que o E1, E2, E4, E5, E6 e E7, os dados seguem uma distribuição normal, visto que p > 0,05, ao passo que a E3 e E8 os dados não seguem uma distribuição normal, tendo em conta que o valor de p 0,05, entretanto, esta diferença significativa foi observada de acordo com o teste de localização de Tukey no E2, E3, E4, E6 e E7 as medias são significativas, E ,e, para o E1 e E5 as medias não foram consideradas estatisticamente diferentes, como ilustra a tabela K. Tabela 6: Teste de TUKEY Ensaios Homogeneidade dos grupos (TUKEY) Valor de P (ANOVA) 1 83.433± 1.1590 E 0.0000 2 125.77±1.1590 A 3 79.733±1.7898 F 4 118.20±1.0536 C 5 83.500±0.8000 E 6 122.43±2.1032 AB 7 89.367±0.7638 D 8 120.77±0.9238 BC 4.1.4. Caracterização Físico-Química do Biodiesel produzido A caracterização físico-química do biodiesel produzido foi realizada com base em análises que permitiram aferir o comportamento do biodiesel quanto ao seu Potencial hidrogênio (pH), Índice de Acidez e a Massa Especifica (Densidade). Para cada ensaio foi medida a densidade em três (3) temperaturas diferentes, que varia de 10 a 20 (°C), ora usou-se instrumento de marca X com calibração máxima de até 20 (°C),contudo os valores dos ensaios 1, 2, 4, 7, e 8 não apresentaram muita diferença comparando com o padrão, portanto pode-se afirmar que o biodiesel produzido possui uma densidade de boa qualidade. E os ensaios 3, 5 e 6, estão fora do padrão estabelecido pela norma (ASTM- EN ISO 3675) que estabelece que para que o biodiesel com boa densidade deve variar entre 850 a 900 g/cm3. Comment by Chirindza: ? ABRAHAM et al, 2006, fez estudos relacionados e teve resultados similares daqueles que foram encontrados nesta pesquisa. Comment by Chirindza: Citação mal feita Densidade Tabela 7: Densidade de biodiesel a temperatura de 20 °C Ensaios Temperatura Unidade 20 (°C) 1 0,882 (g/cm3) 2 0,883 (g/cm3) 3 0,702 (g/cm3) 4 0,880 (g/cm3) 5 ----- ------ 6 0, 803 (g/cm3) 7 0,884 (g/cm3) 8 0,883 (g/cm3) Padrão (ASTM- EN ISO 3675) Mínimo Máximo 0,850 0,900 Fonte: Autor (2022). De acordo com os dados da tabela 7, mostram que ensaio 1, 2, 4, 7 e 8 mostraram resultados satisfatórios, por estarem dentro do padrão de acordo com a norma americana ASTM- EN ISO 3675, que estabelece que o biodiesel com boa densidade deve estar no intervalo de 0,850 a 0,900 g/cm3. Já os ensaios3 e 6 apresentaram valores abaixo do recomendado, pelo que observou-se que nesses ensaios não apresentaram resultados satisfatórios. Para o ensaio 5 o instrumento não leu nenhum valor, pode-se afirmar que o valor seja muito abaixo que a calibração do próprio instrumento. Comment by Chirindza: Melhore a linguagem Análise do pH Para a análise de PH foi utilizado o analisador da marca Pensky Martens modelo HFP 380. Este equipamento realiza a análise de PH em amostras de B0 a B100 e outros produtos de petróleo. Tabela 8: Valores de pH em cada ensaio Comment by Chirindza: Retirar itálica Ensaios 1 2 3 4 5 6 7 8 PH experimental 6.7 6.9 7.2 7.0 6.8 6.9 7.1 7.0 Fonte: autor (2022). Os valores de pH mostram que o valor médio está entre 6,0 a 7,0 estes valores são determinados neutros, comparando norma EN 14214 do Comitê Europeu de Normalização (Comité Européen de Normalisation - CEN),que regulamenta que o pH para o biodiesel deve-se apresentar neutro, isso proporciona aos motores a vida útil prolongada, não causando desgastes a bomba injetora ou ocasionando corrosão do motor. Portanto, o ensaio 2, 4, 6, 7 e 8 são as que apresentaram resultados satisfatórios relativo ao teste de PH e os ensaios 1, 3, e 5, são pouco satisfatórios. Tabela 9: Índice de acidez Comment by Chirindza: Sem itálico Ensaios Índice de acidez 1 0,032 2 0,054 3 0,062 4 0,083 5 0,065 6 0,067 7 0,084 8 0,055 Fonte: Autor 2023 Os dados da tabela 9, indicam que o teste de índice de acidez para o biodieselproduzido, apresentou uma boa qualidade uma vez que os resultados estão dentro do padrão estabelecido pela norma americana que diz que para um biodiesel com bom índice de acidez os valores não podem ultrapassar 0,5 e os valores encontrados estão dentro do recomendado. Resultados convergem com estudos feitos por Maria Dolores et al (2009) fizeram estudos avaliando o índice de acidez em biodiesel de soja, e moringa, cujos resultados são similares com as que foram encontrados nesta pesquisa. . Comment by Chirindza: Crie um capitulo de Conclusões e Sugestões Conclusão · Dos ensaios realizados foi possível observar o parâmetro ideal para produção do biodiesel que possa proporcionar melhor rendimento, no entanto, conclui-se que o melhor parâmetro é a de razão molar 1:8 com melhor tempo e temperatura para produção de biodiesel de 60 minutos e 60 °C, respetivamente. Comment by Chirindza: Fazer um texto corrido sem marcas (pontos) Crie parágrafos simples apenas. Podes apresentar desta forma se for no slide · A razão molar álcool/óleo é factor determinante para o rendimento do biodiesel · Para o parâmetro densidade resultados foram satisfatórios, por estarem dentro do padrão estabelecido pela da norma americana ASTM- EN ISO 3675, que define que o biodiesel com boa densidade deve estar no intervalo de 0,850 a 0,900 g/cm3. Com excepção do ensaio 3, 5 e 6. · Para parâmetro IA, os resultados foram satisfatórios, uma vez que estão dentro americana ASTM- EN ISO 3675, que estabelce que o valor máximo e de 0,5. · Nas análises obtidas com o pH para o biodiesel, constatou-se um pH neutro variando entre 6,0 a 7,0, o mesmo consta na normatização, demonstrando assim um resultado próximo ao estabelecido. Sugestões Recomenda-se que se optimize as condições de reacção (relação molar óleo: etanol, quantidade de catalisador, temperatura de reacção e o tempo de reacção) para a maximização das taxas de conversão e rendimentos em biodiesel e se possível, para a diminuição das quantidades do álcool e do catalisado;. Recomenda-se também a análise de outras propriedades que não foram determinadas nesta pesquisa como o ponto de fulgor, poder calorífico, entre outras e compará-las com os padrões aplicados internacionalmente. Sugere-se o uso de outras técnicas de produção de biodiesel com o mesmo planejamento experimental e fazer-se a discussão com vista a verificar a eficiência dos resultados. Comment by Chirindza: Indique as tecnicas Referências bibliográficas Nunes, C. A; Marinho, M. T; & Salem, R. D. S. (2016). Métodos analíticos para avaliação da qualidade de óleos e gorduras. In: Granato, D.; Nunes, D. S. Análises químicas, propriedades funcionais e controle da qualidade de alimentos e bebidas.Rio de Janeiro: Elsevier. cap. 4, p.85-112. Bioquímica - LubertStryer ; tradutores João Paulo de Campos, Luiz Francisco Macedo e Paulo Armando Motta. - Rio de Janeiro : GuanabaraKoogan, c1992-881 p. ALLINGER, Norman L. et al. Química Orgânica. 2. ed. Rio de Janeiro : LTC, [1976]. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. Rio de Janeiro: LTC Editora. Vol 1, 7.ed., 2001 MARINHO, J. B. M.; ARRUDA, A. M. V.; FERNANDES, R. T. F.; MELO, A. S.; SOUZA, R. F.; SANTOS, 2010. Alencar, E. R. (2006). Efeitos das Condições de Armazenamento Sobre a Qualidade de Soja (Glycine Max (L.) Merrill) e Do Óleo Bruto. Tese de Mestrado. 102 Pp. Minas Gerais. Universidade Federal de Viçosa Arruda, F. P., Beltrao, N. E. M., Andrade, A. P., Pereira, W. E., Severino, L. S. (2004). Cultivo do pinhao manso (Jatrophacurcas L.) como alternativa para o semi-arido Nordestino. Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas 8 (1): 789-799. Bhagat, R. B., Taware, S. P., Chvan, A. M., Kulkarini, D. K. (2011). PhisycoChemical Analysis, NMR Spectroscopy and Gas Chomatographic Studies of JatrophaCurcas L. Germoplasm. Journal of America Oil Chemical Society88 : 337–340 Burattini, M. P. T. de C. (2008). Energia uma abordagem multidisciplinar. 1ª Ed.; Pp77; Livraria da Física Editora Campos, L. S. (2009). Entender a Bioquímica: 4ª Ed.; 682 Pp; Escolar Editora, Lisboa Araújo, B. M., gonçalves, R. V., peluzio, M. Do C. G., Leite, J. P. V., Chaves, G. Dos S., Lopes, S. O., Miranda, C. Do C., & Queiroz, J. H. de. (2014). Uso das folhas de Mangifera indica L . E da Manguiferina na Lesao Atrosclerotica em Camundongos Apoe. 30, 1873–1881. Menezes, M. F. B. de, Freitas, R. H., Delboux, V., Duarte, V. S. P., Azevedo, W. P., & Pereira, M. A. (2022). Estudo dos efeitos dos aditivos no Biodiesel. Brazilian Journal of Development, 937–961. https://doi.org/10.34117/bjdv8n1-061. Dermibas, Ayhan (2008). “Biodiesel: A Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines”,Springer-Verlag, London, UK, pp. 3, 7, 42, 56, 71, 82, 114, 122, 144 GOLDEMBERG, José; LUCON, Oswaldo. Energia e meio ambiente no Brasil. Estud.av. vol.21 n.59 São Paulo Jan./Abril. pp.7-20, São Paulo, 2007. FAPESP, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Um futuro com energiasustentável: iluminando o caminho. 2010 BUCUSSI, A.A., Introdução ao conceito de energia, Porto Alegre: UFRGS, Instituto deFísica, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, 2007. AYRES, Robert U.; AYRES, Edward H. Cruzando a fronteira da energia: dos combustíveisfósseis para um futuro de energia limpa. Porto Alegre: Bookman, 2012 NETO, P. R. C. etal. Produção de biocombustível alternativo ao óleo diesel através datransesterificação de óleo de soja usado em frituras. Química nova, 23(4) (2000), Cidade, v.23, n. 4, p. 531-537, jan. 2000. RAMADHAS A. S. Jayaras, Muralchharan C, Biodiesel from high FFA rubber seed oil. Fuel(2005). VELJKOVIC. V. B, Lakcevic S.H, Stamenkovic O.S Todorovic Z.B, Lazic biodiesel production from tabacco seed oil with a high content of free fact acids. Fuel (2006). MIYASHIRO, G.B, Edward Seabra J., Daniel Marcos, D.P, comparacao das caracteristiocas do biodiesel com oleo de soja, são Paulo, 2013. BREGUEJE, C. R, uso de catalisadores heterogéneos na obtenção de biodiesel a partir do óleo de jatrophacurcasl. Maputo, 2013. Jornal O país online. (2012). Produzir biocombustíveis sem afectar alimentos. http://opais.sapo.mz/index.php/sociedade/45-sociedade/18636-produzirbiocombustiveis-sem-afectar-alimentos.html. 24 de Janeiro de 2023 Jornal O país online. (2011). Aviam Prevê arrancar com produção industrial da Jatropha em 2012. http://opais.sapo.mz/index.php/sociedade/45-sociedade/13985- aviam-preve-arrancar-com-producao-industrial-da-jatropha-em-2012.html. 10 de Maio 2011. Freire, L. M. da S. (2009). Otimização da Síntese Etanólica do Biodiesel de Pinhão Manso (Jatropha curcas L.) e Determinação de Seus Parâmetros Fluidodinâmicos. Tese de Mestrado. PB João Pessoa. 99 Pp. Universidade Federal de Paraiba. Petromoc, http://www.dotcom.co.mz/projectos/petromoc/index.php/noticias/178- desenvolvimento-energetico-em-africa-petromoc-participa-no-seminario-sobre-o-tema-, última data de modificação: 10.07.2012, acessada aos 08.01.2023. Portal do Governo de Moçambique, http://www.portaldogoverno.gov.mz/noticias/news_folder_politica/setembro-2011 1/emcurso-33-projectos-de-biocombustiveis-em-mocambique/?searchterm=Biodiesel, última datade modificação: 01.09.2011, acessada aos 03.03.2013. Soetaert, W. & Vandamme, E. (2011). “Biofuels”, John Wiley & Sons, 256 pages Scragg, A. H. (2009). “Biofuels: Production, Application and Development”, CABI,Oxfordshire, UK, pp. 22-23. 83±1.16 126±1.16 80±1.8 118±1.05 84±0.8 122±2.1 89±0.8 121±0.9 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 83 126 80 118 84 122 89 121 ENSAIOS Biodisel (ml) image2.emf CH 2 CH CH 2 OCR O OCR' O O C R'' O + 3 H 3 CCH 2 OH CH 2 CH CH 2 OH OH OH + CH 3 CH 2 OCR O CH 3 CH 2 OCR' O CH 3 CH 2 OCR'' O TRIACILGLICEROL (GORDURA) ÉSTER ETANOL ÁLCOOL GLICERINA POLIÁLCOOL ÉSTERESDEÁCIDOSGRAXOS BIODIESEL image3.emf NaOHOH +Na + OH+ ROH ROHOH+ image4.emf C O R' OR'' + RO C O OR'' ORR' image5.emf C O OR'' ORR' + ROH C OH OR'' ORR'+ RO image6.emf C OH OR'' ORR' C O R'OR + R''OH image7.emf CH 2 CH CH 2 OH OCOR OCOR CH 2 CH CH 2 OH OH OCOR H + , ou R' = image8.jpeg image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image12.jpeg image13.jpeg image14.jpeg image15.jpeg image16.jpeg