jenpex Biodiesel de Oleo Abobora

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CARACTERIZAÇÃO DO BIODIESEL METÍLICO E ETÍLICO OBTIDO A PARTIR DA TRANSESTERIFICAÇÃO ALCALINA DO ÓLEO DE ABÓBORA (Cucurbita moschata)
Autores: Francyeli Fernandes1; Guilherme Ramos Xisto1, Juniele Gonçalves Amador1; Reginaldo Neves1; Cláudia Roberta Gonçalves1
Eixo 6: Engenharia Florestal: Silvicultura, Manejo, Técnicas e Operações Florestais, Tecnologia de Produtos Florestais e Conservação da Natureza
Eixo 8: Tecnologias Química: Processos químicos e bioquímicos, Gestão de resíduos, Biotecnologia.
RESUMO
O biodiesel a nível nacional é considerado muito importante pois melhora os efeitos causados pelos combustíveis fosseis somando-se à diversidade de matérias-primas com potencial para produção, já que todo o território nacional é favorável para o cultivo de grãos. Neste contexto é interessante a utilização de matérias-primas alternativas, como o óleo extraído de sementes de abóbora e o aprimoramento de técnicas para a produção de biodiesel. O objetivo desse trabalho foi produzir o biodiesel metílico e etílico a partir do óleo de semente de Abóbora. Inicialmente avaliou o índice de acidez do óleo. A produção do biodiesel foi realizada a partir da reação de transesterificação alcalina do óleo de semente de abóbora, utilizando o catalisador hidróxido de potássio na razão molar 6:1 (metanol: óleo) nas temperatura de 60-70oC e avaliados os tempos de 40 e 60 minutos. O produto final foi enviado as etapas de decantação, purificação e secagem e caracterizados quanto ao Índice de acidez (IA), Densidade (d), Aspecto, Rendimento e Ponto de fulgor. Repetiu-se o experimento usando o etanol. O resultado para o óleo de abóbora apresentou-se um índice acidez de 0,1 mg KOH/g, considerando-se o mesmo um óleo de ótima qualidade para ser submetido a etapa de transesterificação. Na rota etílica, nas condições estudadas não foi possível produzir os biodieseis, nos tempos de 40 e 60 minutos. Os biodieseis produzidos pela rota metílica apresentou-se de acordo com a legislação vigente para todos os quesitos estudados. O rendimento foi melhor para o tempo de 60 minutos de reação. Conclui-se que o método adotado de reação de transesterificação mostrou-se eficaz. Otimização das técnicas no processo produtivo são fundamentais para a melhoria do biodiesel produzido.
Palavras-chave: Transesterificação. Análises. Metanol.
INTRODUÇÃO
A utilização de energia a partir de fontes renováveis, no Brasil, é favorecida, principalmente, pela acentuada e diversificada oferta de recursos naturais. No caso específico da produção de biocombustíveis, o biodiesel sobressai em relação a sua potencial diversificação regional de matérias primas exploráveis e as possibilidades de expansão, principalmente perante o domínio tecnológico de suas rotas de produção.
Apesar das mais variáveis matérias primas, os insumos comercialmente utilizados para a produção de biocombustíveis no Brasil não se apresentam igualmente distribuídos ao longo do território nacional, ou seja, acarretando problemas na cadeia produtiva dos biocombustíveis e surge a necessidade de pesquisas que possam identificar viabilidade de novas fontes capazes de agregar potencial energético, viabilidade técnica, econômica e ambiental (TEIXEIRA, 2013). Dessa maneira, estudos que envolve a caracterização de outras fontes potenciais para produção de biodiesel, faz- se necessário, avaliando fontes diversificadas.
As abóboras são os frutos de várias espécies do gênero Cucurbita, da família da Cucurbitaceae, é uma leguminosa é bastante rica em Vitaminar A e outros nutrientes que compõem sua composição, possui uma consistência carnosa e suculenta, que pode acabar variando de semi-branda a muito dura (KALLUF, 2006).
A abóbora é nativa das Americas e atualmente seu desenvolvimento vem crescendo em grande escala no Brasil e em outras regiões tropicais. Apresenta em sua composição 41,8 a 54,9% de lipídeos, e são altamente ricas em ácidos graxos, sendo em sua maioria o linoleico 35,6 – 60,8% e ácido graxo oleico 29% (Dos SANTOS, et al., 2016).
A partir deste contexto a abóbora é uma matéria-prima alternativa para a produção de biodiesel. 
O método de obtenção deste biocombustível que o governo brasileiro incentiva é o de transesterificação, na qual é um processo onde se transforma óleos ou gorduras de origem vegetal ou animal, com a presença de álcool de cadeia curta e catalisador (ácido, básico ou enzimático) em biodiesel, gerando dois produtos éster e glicerina e pode ser efetuada em batelada ou em fluxo contínuo ((BEJAN, 2010; LORA; VENTURINI, 2012). O metanol é o etanol são os álcoois mais utilizados para produção do biodiesel no Brasil e no mundo. O etanol seria melhor pois é renovável e mais fácil a sua aquisição devido as inúmeras usinas existentes no Brasil, mas apresenta a desvantagem da reação necessitar de maiores temperatura e razões molares (etanol: óleo), além de dificultar a separação da glicerina. O custo do metanol no mercado internacional é menor que o do etanol (KNOTHE, 2006; LORA; VENTURINI, 2012).
O biodiesel é produzido tanto pelo método de aquecimento convencional, como por irradiação por micro-ondas ou cavitações ultrassônicas.
O método de aquecimento convencional é o qual ocorre uma transferência de calor ao meio, com o auxílio de uma superfície sendo por condução e convecção, além de consumir mais energia e um maior tempo de produção de biodiesel na faixa de 5 a 30 minutos, para obter cerca de 90% de rendimento em ésteres (COLA; JERMOLOVICIUS, 2019; Ramos, 2017).
Em razão disso, o presente trabalho tem o objetivo de analisar a potencialidade do óleo de abóbora para a produção de biocombustível, além de avaliar a reação de transesterificação utilizando o metanol e o etanol em diferentes temperaturas.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os experimentos foram desenvolvidos no laboratório de química do Instituto Federal do Mato Grosso Campus Cáceres- Prof. Olegário Baldo. O óleo de abóbora foi adquirido em um mercado informal. Após a determinação previa do índice de acidez do óleo de Abóbora o mesmo foi conduzido à reação de transesterificação.
Na etapa de reação de transesterificação a síntese do biodiesel ocorreu através do método pelo aquecimento convencional, via catálise básica utilizando como catalisador o hidróxido de potássio (KOH) a 1,0% em relação a massa do óleo e como álcool, o metanol e em outro estudo, o etanol, ambos na razão molar 6:1 (álcool:óleo). Inicialmente o catalisador foi dissolvido no metanol formando metóxido de potássio e em outro momento o etanol, obtendo-se o etóxido de potássio. Em dois balões de fundo chato foi adicionado 100 mL de óleo de abóbora, e ao atingir a temperatura de 70-80ºC foi adicionado a solução de metóxido de potássio previamente preparada. Depois em outro dois balões foi realizado o mesmo procedimento, mas alterando somente a solução metóxica para a etóxida para a produção de biodiesel.
O tempo reacional do processo de transesterificação utilizando metanol foi de 40 minutos para uma amostra e 60 minutos para a outra. O mesmo período reacional das amostras foram para o biodiesel utilizando etanol. Decorrido o tempo reacional, a mistura foi transferida para um funil de separação para permitir a separação das fases: ésteres metílicos (fase superior) da glicerina (fase inferior) (GERIS et al., 2007). Posteriormente realizou-se a lavagem e purificação de todos os biodieseis, na qual consistiu de duas lavagens com ácido clorídrico (HCl) a 5% (v/v), duas com solução saturada de cloreto de sódio (NaCl) e água destilada até obtenção de um pH neutro; para a secagem os mesmos foram filtrados com sulfato de sódio anidro. Os biodieseis metílicos e etílicos obtidos a partir da transesterificação alcalina do óleo de abóbora foram caracterizados em termos dos seguintes parâmetros: Índice de acidez (IA), Densidade (d), Ponto de fulgor, Aspecto e Rendimento.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Após a determinação previa do índice de acidez do óleo de Abóbora o mesmo foi conduzido à reação de transesterificação. O óleo de abóbora apresentou um índice deacidez de 0,1 mg KOH/g, esse valor obtido estão dentro do estabelecido por Gonçalves et al. (2009) e outros pesquisadores. Estes autores estabelecem que o óleo deve conter um índice de acidez de no máximo 1,0 mgKOH/g para que o biodiesel produzido esteja dentro dos limites estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo e Biocombustíveis (ANP), resolução número 45 (máximo de 0,5 mg de KOH/g de acidez). Uma alta acidez do óleo pode comprometer o rendimento da reação de transesterificação, deslocando-a para a formação de sabão e comprometendo a qualidade do biodiesel formado (KNOTHE et al., 2006). 
Após realizar a reação de transesterificação pelas duas rotas, pode-se verificar que na etílica, nos dois tempos estudados não ocorreu a conversão do óleo em biodiesel e também o processo de saponificação, onde impossibilitou realização da caracterização dos biodieseis. Este fato pode ter sido em razão da temperatura e razão molar (etanol: óleo) utilizada neste estudo, já que esta pesquisa estava comparando os dois tipos de álcool. Provavelmente com a utilização de maiores temperaturas e razões molares poderia ter ocorrido a reação de transesterificação. Lora e Venturi (2012) afirma que com o uso de etanol na reação de transesterificação é necessário de maiores temperatura e razões molares (etanol: óleo).
Entretanto, os biodieseis produzidos pelo óleo de abóbora resultou na separação de biodiesel e glicerina e após a lavagem, purificação e secagem foram caracterizados de acordo com os parâmetros de Índice de acidez (IA), densidade (d), Ponto de fulgor, Aspecto, Rendimento. Os resultados dessa caracterização são apresentados na tabela 1.
É possível evidenciar na tabela 1 que o índice de acidez do biodiesel por rota metílica do óleo de abóbora apresentou uma excelente acidez de 0,1 mg KOH/g. O valor encontrado está dentro dos limites estabelecidos pela ANP que estabelece que para um biodiesel ser comercializado deve apresentar um índice de acidez de 0,5 mg KOH/g.
Lima et al. (2007), encontrou um índice de acidez de acordo com a legislação vigente, com um tempo de 60 minutos de reação, ao avaliar o índice de acidez do óleo de babaçu encontrou um valor de 0,50mg KOH/g.
Não foram encontrados trabalhos de produção de biodiesel com o óleo de abóbora para fins de comparação.
Ao avaliar a densidade verificou-se que ela se apresentou dentro dos limites da ANP que é de 0, 85 - 0, 90 g/cm3. Esse valor indica que a transesterificação utilizada foi eficaz para transformar o óleo de Abóbora em biodiesel e verificando que estes biocombustíveis produzidos são puros. Segundo a ANP, a densidade está ligado à pureza da substância após um processo de lavagem e purificação do produto obtido (LÔBO; FERREIRA; CRUZ, 20090.
A partir da tabela 1 é possível analisar que o ponto de fulgor do biodiesel apresentou um valor de 1300C, para o que ficou em aquecimento convencional por 40 minutos, entretanto biodiesel que foi submetido ao tempo reacional de 60 minutos apresentou um valor de 1600C. Esses valores se encontraram acima do estabelecido pela ANP que é 1000C no mínimo, mas se o ponto de fulgor fosse menor, esse resultado ficaria evidenciado a presença de contaminastes no biodiesel com o metanol, que podem acabar influenciando na diminuição da temperatura do ponto de fulgor.
O biodiesel produzido durante 60 segundos apresentou um maior rendimento, embora baixos para serem comercializados. A ANP não determina o rendimento mas apenas a conversão em ester, o que não foi determinado neste trabalho, embora para a indústria é necessário um rendimento acima de 97%. Esta diferença pode ser decorrente das perdas que podem ter ocorrido durante o processo de lavagem. É necessário melhorias nas condições operacionais e nas técnicas de lavagem e purificação do biodiesel bruto, que seria uma alternativa fundamental para aumento do rendimento.
Em relação ao aspecto, os biodieseis produzidos apresentaram características de límpidos e isento de impurezas, que era o esperado com a síntese do mesmo, estando em conformidade aos padrões exigidos pelas ANP.
CONCLUSÕES
A partir dos resultados obtidos pode se concluir que o óleo de abóbora possui um grande potencial para a produção de biodiesel. Fica evidente que ao realizar o índice de acidez do óleo de abóbora é possível observar um resultado extremamente bom, comparando-se com pesquisas realizadas com outras oleaginosas, considerando-se um óleo de ótima qualidade para ser submetido a etapa de transesterificação
Os resultados obtidos demonstraram que a rota metílica apresentou uma boa conversão para a produção do biodiesel, enquanto a rota etílica não teve um bom desempenho.
Os biodieseis produzidos pela rota metílica apresentou-se de acordo com a legislação vigente para todos os quesitos estudados. 
O rendimento foi melhor para o tempo de 60 minutos de reação. 
Conclui-se que o método adotado de reação de transesterificação mostrou-se eficaz.
Otimização das técnicas do processo produtivo são fundamentais para a melhoria da produção do biodiesel.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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