26
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOCOMBUSTÍVEIS ÓLEO DE ALGODÃO APLICADO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL, DESINFETANTE E GERMICIDA Uberlândia 2014

ÓLEO DE ALGODÃO APLICADO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL, DESINFETANTE E GERMICIDA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Nas últimas décadas, o consumo mundial de combustíveis fósseis tem aumentado em uma proporção muito maior que o ritmo de produção. Isso ocorre principalmente devido ao crescimento da economia mundial. No caso de não haver novas políticas governamentais ou novas tecnologias de prospecção e distribuição, estima-se que a demanda mundial por energia cresça 60 % até 2030. Aproximadamente 85 % do aumento na demanda por energia estarão relacionados com alguma forma de combustível fóssil: carvão, petróleo e gás natural e o mundo todo deverá investir US$ 16 trilhões para garantir e expandir o suprimento de energia.Diante do exposto, o presente trabalho, tem como finalidade fazer um levantamento da aplicabilidade do óleo de algodão na produção de biodiesel. Além de exemplificar a utilização dos triglicerídeos para a obtenção de outros produtos como germicidas e desinfetante

Citation preview

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOCOMBUSTÍVEIS

ÓLEO DE ALGODÃO APLICADO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL,

DESINFETANTE E GERMICIDA

Uberlândia

2014

FABIO GONÇALVES MARINHO

ÓLEO DE ALGODÃO APLICADO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL,

DESINFETANTE E GERMICIDA

Atividade apresentada ao Curso de Mestrado

em Biocombustíveis da Universidade Federal

de Uberlândia, como requisito avaliativo da

disciplina de Óleos e suas vertentes: Biodiesel,

Biolubrificantes e Biograxas.

Orientador: Ricardo Reis Soares

Uberlândia

2014

RESUMO

Nas últimas décadas, o consumo mundial de combustíveis fósseis tem aumentado em uma

proporção muito maior que o ritmo de produção. Isso ocorre principalmente devido ao

crescimento da economia mundial. No caso de não haver novas políticas governamentais ou

novas tecnologias de prospecção e distribuição, estima-se que a demanda mundial por energia

cresça 60 % até 2030. Aproximadamente 85 % do aumento na demanda por energia estarão

relacionados com alguma forma de combustível fóssil: carvão, petróleo e gás natural e o

mundo todo deverá investir US$ 16 trilhões para garantir e expandir o suprimento de energia.

Diante do exposto, o presente trabalho, tem como finalidade fazer um levantamento da

aplicabilidade do óleo de algodão na produção de biodiesel. Além de exemplificar a utilização

dos triglicerídeos para a obtenção de outros produtos como germicidas e desinfetante.

ABSTRACT

In recent decades, the global consumption of fossil fuels has increased at a much faster rate

than the rate of production. This is primarily due to the growth of the world economy. In case

there is no new government policies or new technology exploration and distribution, it is

estimated that the global demand for energy will grow 60% by 2030. Approximately 85% of

the increase in demand for energy will be related to some form of fossil fuel: coal , oil and

natural gas and the world must invest $ 16 trillion to secure and expand the power supply.

Given the above, the present study aims to survey the applicability of cottonseed oil in

biodiesel production. In addition to exemplify the use of triglycerides for obtaining other

products such as germicidal and disinfectant.

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 6

1 OBJETIVO ........................................................................................................................... 8

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 9

2.1 ÓLEOS E GORDURAS ................................................................................................... 9

2.1.1 Glicerol ......................................................................................................................... 10

2.1.2 Ácidos graxos .............................................................................................................. 11

2.2 REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO ..................................................................... 12

2.3 BIODIESEL .................................................................................................................... 14

2.3.1 Especificações para o biodiesel .................................................................................. 15

2.3.2 Biodiesel do óleo de algodão ....................................................................................... 17

2.3.3 Características do biodiesel ....................................................................................... 18

2.3.4 Custo de produção ...................................................................................................... 21

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................ 23

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 24

6

INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, o consumo mundial de combustíveis fósseis tem aumentado em

uma proporção muito maior que o ritmo de produção. Isso ocorre principalmente devido ao

crescimento da economia mundial (MAIA, 2005). No caso de não haver novas políticas

governamentais ou novas tecnologias de prospecção e distribuição, estima-se que a demanda

mundial por energia cresça 60 % até 2030. Aproximadamente 85 % do aumento na demanda

por energia estarão relacionados com alguma forma de combustível fóssil: carvão, petróleo e

gás natural e o mundo todo deverá investir US$ 16 trilhões para garantir e expandir o

suprimento de energia (BIROL, 2005).

O biodiesel é uma alternativa interessante aos combustíveis fósseis, pois seu uso

contribui para a diminuição na emissão de CO2, SOx e hidrocarboneto aromático durante o

processo de combustão (ABREU et al., 2004). O seu uso como combustível vem crescendo

aceleradamente no mundo inteiro, pois a cadeia de produção deste biocombustível tem um

potencial promissor em vários setores, tais como social, ambiental e tecnológico

(SRISVASTAVA et al., 2000).

Várias alternativas têm sido consideradas para melhorar o uso dos óleos vegetais em

motores do ciclo diesel, dentre elas pode-se destacar: microemulsão com metanol ou etanol,

craqueamento catalítico e reação de transesterificação com álcoois de cadeia pequena (LIMA

et al., 2007). Dentre essas alternativas, a reação de transesterificação tem sido a mais usada,

visto que o processo é relativamente simples e o produto obtido (biodiesel) possui

propriedades muito similares às do petrodiesel (GARDNER et al., 2004).

No contexto mundial, os biocombustíveis vêm sendo testados em várias regiões do

planeta. Países como Argentina, Alemanha, Brasil, Estados Unidos, França, Itália e Malásia já

produzem e comercializam o biodiesel inclusive adotando políticas para o seu

desenvolvimento em escala industrial. O maior produtor mundial de biodiesel é a Alemanha,

responsável por 42 % da produção mundial. No entanto, também e considerada o maior

consumidor de biodiesel, tendo como matéria prima principal o óleo de colza (SANTOS,

2008).

A grande extensão territorial do Brasil e os tipos clima adequados, que favorecem a

plantação de sementes oleaginosas, o caracterizam como um país com grande potencial para a

exploração de biomassa para fins alimentícios, químicos e energéticos. O Nordeste brasileiro

possui uma área com cerca de 12 milhões de hectares de babaçu, sendo que a maior parte está

7

concentrada no estado do Maranhão. Mensalmente, são extraídos em torno de 140.000

toneladas de amêndoas desses babaçuais (SANTOS, 2008).

As mudanças climáticas, induzidas em grande parte pelo uso de combustíveis fósseis,

associadas à preocupação com o desenvolvimento sustentável, tornam as fontes renováveis de

energia, extremamente necessárias, principalmente o uso daqueles tipos de fontes que

provocam menos danos ao meio ambiente. Nesse aspecto, a biomassa tem atraído muita

atenção (SCHUCHARDT, 2001).

8

1 OBJETIVO

Analisar e/ou verificar a participação do óleo de algodão na produção de biodiesel a

nível nacional. E verificar a aplicabilidade dos triglicerídeos na produção de germicida e

desinfetante.

9

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 ÓLEOS E GORDURAS

A composição química de óleos e gorduras e suas propriedades específicas permitem a

sua utilização como alimentos, lubrificantes e combustíveis. A utilização dos óleos e gorduras

é determinada por suas características físicas e químicas, e estes compostos apresentam

características comuns. Os óleos e gorduras são substâncias naturais que consistem na mistura

de ácidos graxos ésteres derivados de glicerol (BIERMANN, 2008; METZGER, 2008).

Segundo Suarez et al. (2007). Nos óleos e gorduras, os ácidos graxos podem ser

encontrados na forma livres ou, preferencialmente, combinados. Em sua forma combinada,

seus derivados são normalmente encontrados como monoacilglicerídeos, diacilglicerídeos e

triacilglicerídeos, sendo os principais compostos dos óleos e gorduras.

Os óleos são substâncias de origem vegetal, animal ou microbiana, insolúveis em

água, solúveis em solventes orgânicos, formados principalmente por triglicerídeos resultantes

da combinação de três moléculas de ácidos graxos e uma molécula de glicerol (PEREIRA,

2009). E são formados por ácidos carboxílicos de quatro a trinta átomos de carbono. Os

triglicerídeos mais comuns apresentam ácidos graxos que varia entre 12 a 18 átomos de

carbono. Além disso, os ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados sendo os

triglicerídeos com três insaturações mais comuns (WUST, 2004).

Segundo Guner et al. (2006), óleos vegetais são constituídos predominantemente de

substâncias conhecidas como triglicerídeos conforme mostra a Figura 1. Os triglicerídeos são

compostos de três ácidos graxos ligados ao glicerol. Os ácidos graxos diferem entre si pelo

tamanho da cadeia carbônica, número e orientações das ligações duplas.

Figura 1. Estrutura Química Geral dos Triglicerídeos

Fonte: SUAREZ, 2007.

10

2.1.1 Glicerol

O glicerol é um tri-álcool com 3 carbonos, tendo como nome sistemático (IUPAC)

1,2,3-propanotriol (Figura 2), é um líquido incolor, com gosto adocicado, sem cheiro e muito

viscoso, derivado de fontes naturais ou petroquímica (BEATRIZ et al., 2011).

Figura 2. Estrutura do glicerol

Fonte: MARINHO, 2014.

Glicerol é uma das mais versáteis e valiosas substâncias químicas conhecidas para o

homem (PAGLIARO, 2008; ROSSI, 2008). Comercialmente, o glicerol recebe,

frequentemente, o nome de glicerina. Foi preparada pela primeira vez por Carl W. Scheele

(químico sueco), em 1779. A glicerina e líquido pesado e viscoso; seu descobridor

denominou-o “o princípio doce das gorduras”. Em 1846, o químico italiano Ascanio Sobrero

produziu pela primeira vez a nitroglicerina e, posteriormente, Alfred Nobel (1867) absorveu-a

em diatomita, tornando seguro o seu manuseio como dinamite (KATHA, 1999). Desde 1948,

aproximadamente, o glicerol é produzido sinteticamente a partir de matérias-primas

petroquímicas. A Tabela 1 mostra algumas propriedades físico-químicas do glicerol puro.

Tabela 1. Propriedades físico-químicas do glicerol a 20ºC

Fonte: BEATRIZ et al., 2011.

11

A presença de três grupos hidroxila na estrutura do glicerol é responsável pela

solubilidade em água e sua natureza higroscópica. É uma molécula altamente flexível

formando ligações de hidrogênio tanto intra como intermoleculares.

2.1.2 Ácidos graxos

Os ácidos graxos (Figura 3) em geral contêm longas cadeias de ácidos carboxílicos.

Atualmente mais de 50 foram identificados na natureza. Em geral todos contêm um número

par de átomos de carbono. Poucos são ramificados, alguns são ácidos graxos insaturados,

contém uma ou mais ligações duplas. Ácidos graxos livres são raros, eles estão presentes na

natureza somente em pequena quantidade (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE

DO SUL, 2015).

Figura 3. A – Ácido graxo saturado; B – Ácido graxo insaturado

Fonte: www.ebah.com.br

As gorduras e outros lipídios são ricos em ácidos graxos. Na tabela 2, estão listados

alguns dos ácidos graxos mais comuns. Devido os átomos de carbono serem tetraédrico eles

obrigam aos átomos de carbono da cadeia adotarem uma forma de zig-zag Conforme mostra a

figura 3. Tal característica dá a estes ácidos altos pontos de fusão (UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL, 2015).

12

Tabela 2. Principais ácidos graxos presentes na natureza

Fonte: qnint.sbq.org.br

2.2 REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO

A transesterificação de óleos vegetais ou gordura animal, também denominada de

alcoólise, pode ser conduzida por uma variedade de rotas tecnológicas em que diferentes tipos

de catalisadores, como bases inorgânicas, ácidos minerais, resinas de troca iônica, hidróxidos

duplos lamelares e enzimas lipolíticas (SCHUCHARDT et al., 1998; RAMOS, 2003).

Não há dúvidas de que algumas dessas rotas tecnológicas apresentam vantagens

interessantes, como os catalisadores heterogêneos, que no processo pode-se obter uma fração

glicerínica mais pura. Porém, é também correta a afirmação de que a catálise homogênea em

meio alcalino ainda prevalece como a opção mais imediata e economicamente viável para a

transesterificação de óleos vegetais (ZAGONEL, 2001; RAMOS, 2001; RAMOS, 2003).

De acordo com a literatura, a reação de obtenção do éster metílico exige um excesso

estequiométrico de metanol igual a 100% (razão molar álcool:óleo de 6:1), e uma quantidade

de catalisador alcalino equivalente a 0,5% a 1,0% em relação à massa de óleo, para que sejam

obtidos rendimentos superiores a 95% (FREEDMAN et al., 1986).

Na reação de transesterificação conforme mostra a figura 4, o triglicerídeo reage com

um álcool na presença de catalisador ácido ou básico, resultando em moléculas menores de

ésteres de ácidos graxos e glicerol (SHIEH et al., 2003). O processo geral é uma sequência de

três reações consecutivas: mono e diacilglicerídeos são formados como intermediários

(KNOTHE et al., 2006; CONCEIÇÃO et al., 2007).

13

Figura 4 - Reação de transesterificação de um triglicerídeo.

Fonte: UOL Educação.

A transesterificação com metanol é tecnicamente mais viável do que a com etanol

comercial, porque a água existente no etanol (4%-6%) retarda a reação. O uso de etanol

anidro minimiza esse inconveniente, embora não resolva o problema relacionado à separação

da glicerina do meio de reação que, no caso da síntese do éster metílico, é indiscutivelmente

muito mais facilitada (FREEDMAN et al., 1986; SCHUCHARDT et al., 1998; RAMOS,

1999). No entanto, basta um ajuste nas condições de reação para que a separação de fases

aconteça espontaneamente, sendo que a eficiência do processo de decantação pode ser

acelerada pelo uso de centrífugas contínuas. A figura 5 mostra um fluxograma de produção de

biodiesel em processo batelada.

Figura 5. Fluxograma de produção de biodiesel em processo de batelada.

Fonte: RECOMBIO

14

2.3 BIODIESEL

De maneira mais específica, o biodiesel consiste em uma mistura de ésteres alquílicos,

obtidos pela transesterificação de triacilgliceróis, presentes em óleos vegetais ou gorduras

animais, com álcoois de cadeia curta, em geral metanol ou etanol (LÔBO et al., 2009), para a

Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), através da lei n° 11.097

de 13 de janeiro de 2005, definiu o biodiesel como:

“Combustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a

combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamentos

para outro tipo de geração de energia, que possa substituir parcial ou

totalmente combustíveis de origem fóssil”.

No entanto, Parente (2003) define biodiesel como um combustível renovável

biodegradável, constituído de uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos,

obtidos da reação de transesterificação de triglicerídeo com um álcool de cadeia curta.

Atualmente existem 58 plantas produtoras de biodiesel autorizadas pela ANP para

operação no País, correspondendo a uma capacidade total autorizada de 21.163,51 m3/dia. Há

ainda 1 nova planta de biodiesel autorizada para construção, 1 planta autorizada para

modificação e 3 plantas de biodiesel autorizadas para aumento da capacidade de produção.

Com a finalização das obras e posterior autorização para operação, a capacidade total de

produção de biodiesel autorizada poderá ser aumentada em 1.081 m3/dia, que representa um

acréscimo de 5% na capacidade atual. A figura 6, mostra as plantas autorizadas para operação

a nível nacional.

15

Figura 6. Plantas de Biodiesel autorizadas para operação

Fonte: ANP, 2014.

2.3.1 Especificações para o biodiesel

No Brasil, o biodiesel é regulamentado, pela ANP. A determinação das características

físico-químicas é feita conforme as normas nacionais da NBR e da ABNT, e das normas

internacionais da ASTM, ISO, e do CEN. A Tabela 3 apresenta a especificação do biodiesel

B100, segundo a Resolução ANP no 7/2008, que é exigida para que o produto seja utilizado

no mercado brasileiro, com os seus respectivos limites de contaminantes e os métodos que

devem ser empregados no seu controle de qualidade (ANP, 2014).

16

Tabela 3 - Especificação do Biodiesel segundo a ANP. CARACTERÍSTICA UNIDADE LIMITE MÉTODO

ABNT NBR ASTM EN/ISSO

Aspecto - LII (1) - - -

Massa específica a 20º C kg/m³ 850-900 7148 14065 1298

4052

EN ISO

3675

-

EN ISO

12185

Viscosidade Cinemática a

40ºC

Mm²/s 3,0-6,0 10441 445 EN ISO

3104

Teor de Água, máx. (2) mg/kg 500 - 6304 EN ISO

12937

Contaminação Total, máx. mg/kg 24 - - EN ISO

12662

Ponto de fulgor, mín. (3) ºC 100,0 14598 93 EN ISO

3679

Teor de éster, mín % massa 96,5 15764 - EN

14103

Resíduo de carbono (4) % massa 0,050 15586 4530 -

Cinzas sulfatadas, máx. % massa 0,020 6294 874 EN ISO

14103

Enxofre total, máx. mg/kg 50 -

-

5453 -

EN ISO

20884

EN ISO

20884

Corrosividade ao cobre, 3h a

50 ºC, máx

- 1 14359 130 EN ISO

2160

Número de Cetano (5) - Anotar - 613

6890

EN ISO

5165

Ponto de entupimento de filtro

a frio, máx.

ºC 19 14747 6371 EN 116

Índice de acidez, máx. mg KOH/g 0,50 14448

-

664

-

-

EN

14104

(8)

Glicerol livre, máx. % massa 0,02 15341

15771

6584

-

-

EN

14105

EN

14106

Glicerol total, máx. % massa 0,25 15344

-

6584 -

EN

14105

Mono, di, triacilglicerol (5) % massa Anotar 15342

15344

6584 -

-

EN

14105

Metanol ou Etanol, máx. % massa 0,20 15343 - EN

14110

Índice de Iodo g/100g Anotar - - EN

14111

Estabilidade à oxidação a

110ºC, mín.

h 6 - - EN

14112

Fonte: Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis.

17

2.3.2 Biodiesel do óleo de algodão

O caroço é subproduto da indústria têxtil e o seu farelo ainda serve para a ração

animal, que tem valor de mercado. Com ganhos de produtividade e mercado consolidado, o

algodão ocupa o posto de segunda oleaginosa mais produzida no Brasil e terceiro insumo

mais utilizado pela indústria de biodiesel. (PEZZO apud DALL´AGNOL, 2010). A figura 7

mostra as matérias-primas mais utilizada no brasil para produção de biodiesel.

Figura 7. Matérias – primas utilizadas para produção de biodiesel (perfil nacional)

Fonte: ANP, 2014.

Segundo dados da ANP, as matérias-primas utilizada para produção de biodiesel é

mista, uma vez que, a disponibilidade da mesma irá depender da aptidão produtiva da região,

tendo que levar em consideração suas limitações topográficas, solo e clima. A tabela 4 mostra

essa disponibilidade por região.

Tabela 4. Percentual das matérias-primas utilizadas para produção de biodiesel por região em

novembro de 2014

Fonte: ANP, 2014.

18

2.3.3 Características do biodiesel

O biodiesel do óleo de algodão possui características satisfatórias, atendendo em parte

as especificações da ANP. Abaixo será apresentado alguns trabalhos sobre a produção e

caracterização do biodiesel proveniente do óleo de algodão. Vale ressaltar que, dependendo

da metodologia empregada na reação, pode ocorrer varrições nos resultados encontrados.

CARACTERIZAÇÃO E PRODUÇÃO DO BIODIESEL A PARTIR DO ÓLEO DE

ALGODÃO COMO FONTE DE MATÉRIA PRIMA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA

SUSTENTÁVEL

RAYANNA PINHEIRO CUNHA (Centro Universitário de Formiga - UNIFOR MG;

[email protected]); LAYS CAMILA DE SOUSA (Centro Universitário de

Formiga - UNIFOR MG; [email protected]); CHRISTIANE PEREIRA ROCHA (Centro

Universitário de Formiga - UNIFOR MG; [email protected]).

METODOLOGIA

O biodiesel foi produzido com o óleo de algodão adquirido na empresa Mundo dos

Óleos, em Luziânia-GO. Mediu-se 300 mL de óleo em uma proveta e em seguida transferiu-

se para um balão de três bocas, elevou a temperatura a aproximadamente 60°C e adicionou 60

mL de metóxido de sódio, que foi produzida da seguinte maneira, pesou-se 2,41 g de

hidróxido de sódio e diluiu em 60 mL de metanol. Após isso, aumentou a temperatura a

aproximadamente 80ºC em agitação constante de 300 rpm. A reação de transesterificação

ocorreu por 60 minutos. Após a reação de transesterificação, os biodieseis produzidos foram

transferidos para um balão de decantação onde permaneceram por 12 horas para a separação

das fases (glicerina/biodiesel).

Terminada a separação das fases o biodiesel foi levado à capela, a temperatura

próxima de 90ºC durante 10 minutos para a volatilização do metanol. Em seguida fez-se a

lavagem dos biodieseis para purificação dos mesmos, onde o biodiesel foi transferido para um

balão de decantação e adicionou água destilada na mesma proporção do biodiesel, deixou em

repouso por 12 horas, onde a água foi retirada, esse processo foi repetido por 4 vezes

seguidas.

O biodiesel passou por um processo de secagem em estufa a uma temperatura de

aproximadamente 100ºC durante 24 horas. Após este processo, os biodieseis foram analisados

19

quando ao aspecto, índice de acidez, índice de iodo e umidade de acordo com os parâmetros

estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis a ANP,

além da análise cromatográfica do biodiesel produzido

RESULTADOS

Tabela 1. Resultados das análises realizadas nos biodieseis

CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA E OXIDATIVA DO BIODIESEL DERIVADO DO

ÓLEO DE ALGODÃO

LIONETE NUNES DE LIMA1, MARIA WILMA N. CARVALHO1, JOSÉ CARLOS O.

SANTOS1

1Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química – UFCG – Campina Grande/PB

METODOLOGIA

A obtenção do biodiesel derivado do óleo de algodão comestível foi realizada por uma

reação de transesterificação em meio básico, tendo como catalisador o NaOH, usando o etanol

como agente transesterificante. Como produtos desta reação obtiveram-se os ésteres etílicos

(biodiesel) e o glicerol. Alguns aspectos físico-químicos foram obtidos como rendimento,

aparência, solubilidade, cor ASTM e umidade do óleo e do biodiesel derivado do óleo de

algodão comestível, de acordo com as normas da ANP (Agência Nacional do Petróleo).

20

RESULTADOS

Tabela 1. Parâmetros físico-químicos do biodiesel derivado do óleo de algodão

ESTUDO TERMOANALÍTICO, CINÉTICO E REOLÓGICO DE BIODIESEL

DERIVADO DO ÓLEO DE ALGODÃO gossypium hisutum

HÉRMESSON JALES DANTAS, JOÃO PESSOA – PB, MARÇO / 2006

METODOLOGIA

Rota metílica

Inicialmente foi obtido o metóxido de potássio misturando 20 g de metanol com 1 g de

KOH para cada 100 gramas do óleo em um béquer sob agitação constante, até dissolução total

do KOH. Em seguida adicionou-se o metóxido de potássio ao óleo de algodão, sobre uma

placa de aquecimento com agitação magnética, para efetuar a reação de transesterificação

durante o tempo de 40 minutos a temperatura ambiente.

Ao término da reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação, com o

intuito de separar as fases. Após 20 minutos foi possível observar duas fases bem distintas:

uma fase rica em ésteres metílicos, menos densa e mais clara, e uma fase rica em glicerina,

mais densa e mais escura.

Após repouso de 24 horas, a glicerina foi recolhida para um béquer. Em seguida,

determinou-se a massa e o volume da solução, submetendo-se ao processo de lavagem e

aquecimento de 100 ºC, durante 15 minutos, com o objetivo de evaporar a água e o álcool

residual. Após este processo obteve-se o biodiesel. O produto final (biodiesel) seguiu para as

caracterizações.

21

Rota etílica

Mensurou-se 40 g de álcool etílico e 1 g de KOH para 100 gramas do óleo de algodão.

Dissolveu-se o hidróxido de potássio no álcool etílico para obtenção do etóxido de potássio.

Em seguida adicionou-se o etóxido de potássio ao óleo sob agitação constante, onde ocorreu a

reação de transesterificação durante um tempo de 120 minutos à temperatura ambiente.

No final da reação, a mistura foi transferida para um funil de decantação, onde pôde

ser observada a separação da glicerina do biodiesel. Sendo o biodiesel a fase leve e a glicerina

a fase mais densa. Após repouso de 24 horas, foi feita a coleta da glicerina para um béquer e

com o biodiesel procedeu-se o processo de purificação, o qual constitui-se na lavagem e

secagem, como já descrito no processo da rota metílica.

RESULTADOS

Tabela 1. Parâmetros físico-químicos do biodiesel de algodão, rota metílica e etílica.

2.3.4 Custo de produção

De acordo com Dall´ Agnol (2010), em se tratando de biomassa para a produção dos

biodieseis, atualmente o algodão se destaca, sendo que em julho de 2007 a agência do

SEBRAE publicou que o biodiesel mais viável e barato produzido no país é do caroço de

algodão, onde seu custo é por volta de R$0,81 o litro e sai da região do Nordeste, seguido pela

22

soja, produzido na região Centro-Oeste, a R$0,90 o litro, tomando por base a análise

comparativa feita nas cinco regiões do país.

As tabelas 8 e 9 mostra o custo de produção conforme a disponibilidade de matéria-

prima de cada região.

Figura 8. Biodiesel a partir de matéria-prima agrícola a custo de produção agrícola (com

arrendamento) em planta de 40 mil toneladas por ano –Safra 2004–2005.

Fonte: BARROS, 2006.

Figura 9. Biodiesel a partir de matéria-prima agrícola comprada no mercado em planta de 40

mil toneladas por ano – Safra 2004–2005.

Fonte: BARROS, 2006.

23

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O óleo de algodão apresenta potencial para produção de biodiesel, uma vez que, o mesmo

é sub produto da indústria têxtil. Apresentando características físico-química satisfatória

para a reação de transesterificação.

O biodiesel do óleo de algodão atende em parte as especificações da ANP. No entanto,

quando controlado as variáveis de reação, consegue-se produzir o biodiesel dentro das

especificações.

Os triglicerídeos apresentam potencial industrial, podendo gerar um gama de produtos de

interesse comercial e de alto valor agregado.

24

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABREU, F. R. et al. Utilization of metal complexes as catalysts in the transesterification of

Brazilian vegetable oils with different alcohols, Journal of Molecular Catalysis, 29: 209,

2004.

ANP (2009) - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, Disponível em:

http://www.anp.gov.br, Acessado em 15 de fevereiro de 2014.

BARROS, G. S. C. et al. Custos de produção de biodiesel no Brasil. Revista de Política

Agrícola. Set. 2006. Disponível em: < http://www.cepea.esalq.usp.br/pdf/pol_agr_03-

2006.pdf>. Acesso em 21 de Jan. 2015.

BEATRIZ et al.GLICEROL: UM BREVE HISTÓRICO E APLICAÇÃO EM SÍNTESES

ESTEREOSSELETIVAS. Quim. Nova, Vol. 34, No. 2, 306-319, 2011.

BIERMANN, U., METZGER, J. O., Synthesis of alkyl-branched fatty acids: A review. ur. J.

Lipid Sci. Technol. 2008, 110,805–811.

BIERMANN, U., METZGER, J. O., Synthesis of alkyl-branched fatty acids: A review. ur. J.

Lipid Sci. Technol. 2008, 110,805–811.

BIROL, F.; Oxford Rev. Econ. Pol. 21 (2005) 145.

CONCEIÇÃO, M. M. et al. Thermoanalytical characterization of castor oil biodiesel.

Renewable & Sustainable Energy Reviews, 11(5): 964-975, 2007.

DALL ´AGNOL. Algodão – alternativa atual. Revista Biodieselbr. São Paulo, mar. 2010.

Disponível em<http://www.biodieselbr.com/revista/011/algodao-alterantiva-atual-1.htm>

Acessado em: 10 mar. 2010.

GARDNER, R.; KASI, S.; ELLIS, E. M. Detoxication of the environmental pollutant acrolein

by a rat liver aldo-keto reductase. Toxicology Letter, 148: 65, 2004.

GÜNER, F. S. et al. Polymers from triglyceride oils. Progress in Polymer Science, v. 31,

2006.

GÜNER, F. S. YAGCI, Y. ERCIYES, A. T. Polymers from triglyceride oils. Progress in

Polymer Science, v. 31, 2006

KATHA, S. S.; Medical Hypotheses 1999, 53, 338.

KNOTHE, G. et al. Manual do Biodiesel. Traduzido do original “The Biodiesel Handbook”

por Luiz Pereira Ramos. Editora Edgard Blücher, São Paulo – SP, 2006.

LIMA, J. R. O; SILVA, R. B.; SILVA, C. M. Biodiesel de babaçu (Orbignya sp.) obtido por

via etanólica. Química Nova, 30: 600 2007.

25

LÔBO, I. P.; FERREIRA, S. L. C.; DA CRUZ, R. S. Quim. Nova 2009, 32, 1596.

MAIA. C; Obtenção de ésteres etílicos a partir da transesterificação do óleo de andiroba

com etanol, Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2005.

METZGER, J. O., Fats and oils as renewable feedstock for chemistry. Eur. J. Lipid Sci.

Technol. 2008, 111, 865–876.

PAGLIARO, M.; ROSSI, M.; The Future of Glycerol - New Usages for a Versatile Raw

Material, RSC Publishing: Cambridge, 2008.

PARENTE, E. J. S. Biodiesel: Uma Aventura Tecnológica num País Engraçado. Fortaleza:

Unigráfica, Brasil, 2003.

PEREIRA, C. S. S. Avaliação de diferentes tecnologias na extração do óleo de pinhão

manso Jatropha curcas L.. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade

Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, 2009.

PEZZO, C. R. Biodiesel de soja. Revista Biodieselbr. São Paulo, mar. 2010. Disponível em

<http://www.biodieselbr.com/colunistas/convidado/porque-fazemos-biodiesel-de-soja.htm>

Acessado em: 10 mar. 2010

RAMOS, L. P. Aspectos técnicos sobre o processo de produção de biodiesel. In:

SEMINÁRIO PARANAENSE DE BIODIESEL, 1., 2003, Londrina. Anais eletrônicos.

Disponível em: <http://www.tecpar.br/cerbio/Seminario-palestras.htm> Acesso em: 23 de

agosto de 2003.

RAMOS, L. P. Conversão de óleos vegetais em biocombustível alternativo ao diesel

convencional. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE SOJA, 1999, Londrina. Anais...

Embrapa-Soja, Londrina, 1999. p.233-236.

SANTOS, N. A. Propriedades termo oxidativas e de fluxo de Biodiesel de Babaçu –

Orbignya Phalerata. Dissertação de mestrado, Programa de Pós-graduação em Química

UFPB, João Pessoa, PB - 2008.

SCHUCHARDT, U., RIBEIRO, M., GONÇALVES, A.R. Quim. Nova 24 (2001) 247.

SCHUCHARDT, U., SERCHELI, R., VARGAS, R. M. Transesterificação of vegetable oils: a

review. Journal of Brazilian Chemical Society, v. 9, p. 199-210, 1998.

SRISVASTAVA, A.;PRASAD, R., Triglycerides-based diesel fuels, Renewable and

Sustainable Energy, 4: 111, 2000.

SUAREZ, P. A. Z. I. Transformação de triglicerídeos em combustíveis, materiais

poliméricos e insumos químicos: algumas aplicações da catálise na oleoquímica. Quím. Nova

v.30 n.3. São Paulo-SP, 2007. Disponível em:

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-

40422007000300028&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt>. Acesso em: Jan. 2015.

26

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. Química Popular: Ácidos

Graxos. Disponível em: <http://www.iq.ufrgs.br/ead/quimicapop/material/acidograxo.pdf>.

Acesso em Jan. 2015.

WUST, E., Estudo da viabilidade técnico-científica da produção de biodiesel a partir de

resíduos gordurosos. 2004. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), Centro

de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau, 2004.