Biodiesel - Viscosidade e acidez

Prévia do material em texto

FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPUTADO ROQUE TREVISAN – FATEC
TECNOLOGIA EM BIOCOMBUSTÍVEIS
RELATÓRIO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
ANÁLISE DA MATÉRIA - PRIMA
Aricia Emanuelle de Camargo
Luis Henrique Marim Leite
Matheus Bonadio Santos
Monica Marchesin Martins
PIRACICABA
MARÇO/ 2016
FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPUTADO ROQUE TREVISAN – FATEC
TECNOLOGIA EM BIOCOMBUSTÍVEIS
RELATÓRIO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
ANÁLISE DE MATÉRIA - PRIMA
Relatório apresentado à disciplina de Produção de Biodiesel pelos alunos do 5° ciclo noturno de Tecnologia em Biocombustíveis, com o objetivo de analisar matérias primas para a produção de Biodiesel .
Orientadora: Prof. Dra. Gisele Bortoleto.
PIRACICABA
MARÇO/ 2016
RESUMO
Existem subprodutos na fabricação de biodiesel, alguns não são totalmente indesejáveis, como por exemplo, a glicerina, que pode ajudar na composição da renda da usina. Mas para que o biodiesel seja considerado de boa qualidade é importante que no fim do processo ele esteja livre de sabões. Como foi dito em aula, a presença de sabão não é uma questão quantitativa e sim qualitativa, e a partir do momento que é detectado a presença desse produto no biocombustível, o mesmo é desclassificado para uso posterior por não obedecerem as normas da ANP. Outro ponto em destaque dentro desta prática é a questão da viscosidade A viscosidade, que é a medida da resistência interna ao escoamento de um líquido, constitui uma propriedade intrínseca dos óleos vegetais, que influencia diretamente no processo, e que também foi analisada. 
INTRODUÇÃO
O uso de óleos vegetais como fonte de combustíveis existe desde meados do inicio do século XX, quando Rudolf Diesel (inventor dos motores a diesel) demonstrou um motor a diesel capaz de funcionar com óleo de amendoim. 
Diversas pesquisas passaram a ser realizadas para avaliar o potencial energético dos óleos vegetais como fonte de combustível, podendo ser produzido a partir de várias matérias-primas diferentes. É possível obter o combustível partindo de óleos vegetais, gorduras animais ou produtos residuais, como o óleo de fritura já usado. 
Por volta de 1937 foi descoberto o processo de transesterificação, por George Chavanne, tal reação permitia remover as moléculas de glicerina da molécula de óleo, fazendo com que o uso de óleo vegetal em motores a diesel fosse mais apropriado (BIODIESELBR).
O processo de transesterificação visa transformar um triéster (material vegetal ou gordura) em um três moléculas de ésteres. Para tal procedimento é necessário que a matéria prima tenha características físico-químicas desejáveis, como índice de acidez, viscosidade, índice de iodo, entre outros que são extremamente relevantes para o processo, pois afetam diretamente no produto final.
Os óleos de frituras representam grande potencial de oferta e revela um potencial de oferta no País superior a 30 mil toneladas por ano.
Á partir desta temática, buscou-se verificar a qualidade de alguns óleos e sua viabilidade para a produção de Biodiesel, que são o Óleo de soja limpo, Óleo de fritura e Sebo.
OBJETIVO
	Análises físico - químicas de óleo de soja refinado, óleo de fritura e sebo bovino para a produção de Biodiesel .
MATERIAIS 
Vidrarias e equipamentos
Erlenmeyer de 125 ml
Suporte com bureta de 25 ml
Balança analítica
Béquer de 250ml
Pipetas de 10 e 20 ml
Viscosímetro copo Ford
Cronômetro 
Reagentes
1L de óleo de soja
1L de óleo de Fritura
1 Béquer de 600ml com sebo derretido (aproximadamente 70 ºC)
Isopropanol 
Etanol
Soluções
1L de KOH 0,1 N
100ml de fenolfetaleína
METODOLOGIA 
Determinação do índice de acidez (mg de KOH/g de amostra) – Avaliação dos AGLs
Pesou-se aproximadamente 10g da amostra de biodiesel e dissolveu-se com 10 mL de isopropanol e titulou-se com KOH 0,1 N até a viragem, usando a fenolftaleína como indicador. Anotou-se o volume gasto na titulação feita em triplicata. 
Para se determinar a acidez em mg de KOH/ g de amostra, foram realizados os seguintes cálculos:
1,0 mL KOH 0,1 N = 0,1 M = 0,1 mol L-1
0,1 mol - 1000 mL
x KOH – 1,0 mL(titulação)
x = 0,1.10-3 mol de KOH
1 mol KOH - 56g
0,1.10-3 mol – y
y = 5,6.10-3 g ( 5,6 mg)
5,6 mg – 10 g (amostra)
z – 1 g 
z = 0,56 mg KOH/ g de amostra
Após os resultados obtidos calculou-se média, desvio padrão e variância.
Determinação da viscosidade
Realizou-se a medida do tempo de escoamento do óleo utilizando o copo Ford número 4 e calculou-se a conversão do tempo de escoamento em viscosidade.
Para determinação da viscosidade cinemática, utilizou-se a seguinte formula:
4V = 12,1. (t-2)
onde, V é a viscosidade e t o tempo em segundos.
Após a obtenção dos resultados calculou-se média, desvio padrão e variância.
Descarte dos resíduos
Ao final do experimento, os resíduos de óleo foram descartados em recipientes apropriados assim também como os resíduos de ácidos e bases.
RESULTADOS 
Os resultados obtidos foram inseridos nas tabelas abaixo.
Para o experimento de determinação de acidez, foram elaboradas três tabelas.
Tabela 1 – Dados coletados no experimento de determinação da acidez 
	
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	
	(mL)
	(g)
	(mL)
	(g)
	(mL)
	(g)
	1
	1
	10,016
	3,2
	10,033
	6,5
	10,177
	2
	1,1
	10,278
	4
	10,046
	5,5
	10,118
	3
	1,1
	10,052
	3,3
	10,028
	6
	10,061
Tabela 2 – Resultados obtidos com os cálculos para determinação da acidez
	
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	
	mg KOH/ g amostra
	mg KOH/ g amostra
	mg KOH/ g amostra
	1
	0,559
	1,786
	3,577
	2
	0,599
	2,23
	3,044
	3
	0,613
	1,843
	3,34
Tabela 3 – Média, Desvio Padrão e Variância 
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	Média
	Desvio Padrão
	CV (%)
	Média
	Desvio Padrão
	CV (%)
	Média
	Desvio Padrão
	CV (%)
	0,59
	0,028024
	4,74979651
	1,953
	0,241576
	12,36948669
	3,320333
	0,267044
	8,042677195
Para o experimento da determinação da viscosidade também foram feitas três tabelas.
Tabela 4 – Dados obtidos no experimento de determinação da viscosidade
	
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	
	segundos
	segundos
	segundos
	1
	27,55
	24,72
	15,11
	2
	26,82
	24,57
	15,16
	3
	27,06
	24
	15,45
Tabela 5 – Resultados obtidos com os cálculos para determinação da viscosidade
	
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	
	cSt
	cSt
	cSt
	1
	88,781
	77,8855
	40,887
	2
	85,9705
	77,308
	41,0795
	3
	86,8945
	75,1135
	42,196
Tabela 6 - Média, Desvio Padrão e Variância 
	Oléo de Soja
	Óleo Usado
	Sebo Bovino
	Média
	Desvio Padrão
	Variância (%)
	Média
	Desvio Padrão
	Variância (%)
	Média
	Desvio Padrão
	Variância (%)
	87,21533333
	1,432455
	1,642435119
	76,769
	1,462493
	1,905057163
	41,3875
	0,706766
	1,707679977
DISCUSSÃO
De acordo com a ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), o nível de acidez expresso em mg KOH/ g amostra é de no máximo 0,50, sendo assim pode-se afirmar que a única matéria prima que ficou parcialmente dentro do esperado foi o óleo de soja refinado, apresentando em média 0,59. As outras matérias primas como o óleo usado e o sebo bovino apresentaram alto teor de ácido graxo livre. Ao tentar uma reação de transesterificação tais matérias-primas certamente partiriam uma reação de saponificação, o que é indesejável para a produção de biodiesel, sendo necessário que a matéria prima passe por um processo de análise de acidez, atestando que a reação vai ocorrer para o lado da transesterificação e não da saponificação
Em relação à alta viscosidade do combustível pode afetar o funcionamento das bombas injetores dos veículos, o grande obstáculo ao uso de óleos vegetais como combustível é sua alta viscosidade. Contudo, o biodiesel tem uma viscosidade menor que a dos óleos vegetais, se assemelhando ao diesel. Portanto é importante analisar aviscosidades das matérias primas para possuir um parâmetro para comparar com o biodiesel produzido. 
CONCLUSÃO
	Concluímos que os nossos objetivos foram alcançados onde realizamos as análises físico - químicas de óleo de soja refinado, óleo de fritura e sebo bovino para a produção de biodiesel. 
	Observamos que o nível de acidez e a viscosidade da matéria prima podem interferir no processo de transesterificação e podem provocar problemas, portanto seu controle tem que ser executado para que o processo de produção de biodiesel fique dentro das normas. 
REFERÊNCIAS 
ANP. RESOLUÇÃO ANP Nº 45, DE 25.8.2014 - DOU 26.8.2014. Disponível em <http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2014/agosto/ranp%2045%20-%202014.xml?fn=document-frameset.htm$f=templates$3.0> Acesso em 08 de março de 2016.
BIODIESELBR. Matéria-Prima para Biodiesel. BIODIESELBR. Disponível em <http://www.biodieselbr.com/plantas/oleaginosas/index.htm> Acesso em 08 de março de 2016.
BIODIESELBR. História e Biodiesel. Disponível em <http://www.biodieselbr.com/biodiesel/historia/biodiesel-historia.htm> Acesso 07 de Março de 2016
ORTO FARMA. SUGESTÃO DE PROCEDIMENTO PARA DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE NO COPO FORD. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfZ_0AB/pop-viscosidade-copo-ford> Acesso em 07 de março de 2016.
RAMOS, L. P. A Qualidade da Matéria-Prima para a Produção de Biodiesel - Parte 1. Publicado em 20 de Agosto de2006. BIODIESELBR. Disponível em <http://www.biodieselbr.com/noticias/colunistas/ramos/qualidade-materia-prima-producao-biodiesel-1.htm>. Acesso em 05 de março de 2016.