Projeto Bio-Combustível: processamento de óleos e gorduras vegetaisin natura e residuais em combustíveis tipo diesel

José Adolfo de Almeida Neto1, Jeferson C. do Nascimento2, Luiz A. G. Sampaio1, Jorge Chiapetti3,Reinaldo S. Gramacho2, Cilene N. Souza1 e Valéria A. Rocha2

1DCAA, 2DCET e 3DCAC, Universidade Estadual de Santa Cruz – UESC45650-000 Ilhéus - BA tel.: + (73) 680-5274 fax: +(73) 689-1112

RESUMO

A Universidade Estadual de Santa Cruz(UESC), vem investindo, desde março de 1998, emparcerias com instituições de reconhecida experiênciaem biocombustíveis, a fim de concretizar um projetopiloto para a produção de combustíveis líquidosutilizando matérias-primas renováveis e residuais.

A partir de protótipos com capacidade paraprocessar 5 kg e 150 kg por batelada, foi desenvolvida,no Departamento Agrartechnik da Universidade deKassel, uma unidade de transesterificação em bateladacom capacidade nominal para processar até 7,0t/semana de matéria-prima, instalada em março de2000 no Campus da UESC.

Como matéria-prima para a produção dobiocombustível foram utilizados óleos e gordurasresiduais, descartados nas cidades de Ilhéus, Itabuna eSalvador. Estudos conduzidos nas três cidadesapontaram o potencial quantitativo e qualitativo destesmateriais como matéria-prima na produção de ésteresmetílicos por transesterificação alcalina.

O custo de produção do bio-combustível foientre R$ 0,71/L e R$ 1,36/L, dependendo,principalmente, da qualidade e do custo da matéria-prima utilizada.

ABSTRACT

Since March of 1998, the State University ofSanta Cruz (UESC) has been investing in partnershipswith other institutions that have experience in biofueltechnology, to start a pilot project for the production ofliquid fuels using renewable and waste feedstocks inthe South of Bahia, Brazil.

Based on prototypes of 5 kg and 150 kg,respectively, the Department of AgriculturalEngineering of Kassel University has developed abatch process transesterification unit, with a capacity

of processing 7,0 t/week of raw material, which wastransferred to UESC Campus in March 2000.

Waste oils and fats from the cities of Ilhéus,Itabuna and Salvador were used as feedstock for thebiofuel production. A study based on questionnairescollected data on the potential, quality and availabilityof these materials in restaurants and otherestablishments.

It was verified that the used frying soybean oiland the hydrogenated fats meet the standards requiredfor the alkaline transesterification process. Therefore,they represent a plant source of great potencial forbiofuel production.

The estimated costs of biofuel productionvary from R$ 0,71/L to R$ 1,36/L, mainly dependingon fat quality and costs of the feedstock used in eachcase.

1. INTRODUÇÃO

O projeto foi iniciado com a realização do "IWorkshop Sobre a Geração de Energia a Partir deÓleos Vegetais", em março de 1998. Naquelemomento, o projeto priorizava o estudo de oleaginosaslocais, como p. ex. o dendê, na produção decombustíveis para uso local, na geração termoelétricaou para aplicação em motores estacionários demoendas, prensas ou conjuntos moto-bomba parairrigação. (ALMEIDA NETO & SILVA, 1998)

Levantamentos e estudos preliminares, feitosde março a julho de 1998, apontaram limites para aproposta inicial do projeto, ou seja, para a utilizaçãodo azeite de dendê, produzido em roldões1 na região

1 Roldão é o nome regional utilizado para denominar as unidadestradicionais de pequeno porte para a extração do azeite de dendê,óleo contido na polpa do fruto da palmeira Elaeis guineensis eusado tradicionalmente como ingrediente da cozinha baiana.

costeira do Sul da Bahia, como combustível emmotores ciclo diesel.

O azeite de dendê, produzido em mais de 300roldões na região Sul da Bahia, não atendia a critériosbásicos do ponto de vista técnico, ambiental e econô-mico, como matéria-prima potencial para a geração deenergia (ALMEIDA NETO & KRAUSE, 1998):

• o azeite produzido nos roldões apresentou quali-dade muito variável, com tendência a altosíndices de contaminação, de acidez livre e deoxidação;

• o balanço energético e ambiental do processo deprodução mostrou-se desfavorável;

• os custos de produção do azeite e os benefícioseconômicos esperados para o público alvo eramdesfavoráveis.

Paralelamente, pesquisas e estudos realizadosna Universidade de Kassel, para o reaproveitamentode óleos e gorduras usados como combustível tipodiesel, apresentaram resultados e perspectivas promis-soras, tanto do ponto de vista técnico como econô-mico. Um método para conversão desta matéria-primagordurosa, reciclada das frituras de alimentos, emésteres metílicos de ácidos graxos (AME2), foiadaptado e otimizado com sucesso para a escala piloto(ANGGRAINI-SÜß, 1999).

Um acordo de cooperação entre a UESC e oDepartamento Agrartechnik da Universidade deKassel, firmado em outubro de 1998, propiciou ointercâmbio de pesquisadores, a familiarização com osprocedimentos e testes laboratoriais usados na produ-ção do biocombustível, usando como matéria-primaóleos e gorduras in natura e residuais, coletados naregião Sul da Bahia.

Em 1999 foram realizados estudospreliminares sobre o potencial, a qualidade e a origemdos óleos e gorduras vegetais residuais3 (OGR)descartados pelo setor alimentício nos centros urbanosde Ilhéus, Itabuna e Salvador. Ainda no segundosemestre de 1999 e no primeiro de 2000, foramconduzidos estudos junto aos barqueiros da Baía deCamamu, para o levantamento dos parâmetrostécnicos dos motores e sobre o interesse entre osbarqueiros em participar de uma experiência com ouso do biocombustível. 2 sigla do nome dado ao biocombustível derivado de óleos egorduras usados, em alemão: Altfettmethylester, comercialmenteconhecido também por ecodiesel.3 óleos e gorduras vegetais residuais – qualquer óleo ou gordura deorigem vegetal que, após o seu uso na preparação de alimentos(frituras), é descartado como resíduo.

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. SUSTENTABILIDADE E ENERGIASRENOVÁVEIS

Os recursos energéticos renováveis, em suasmais diversas vertentes, têm sido historicamentemencionados como um componente importante nabusca de uma economia energética sustentável.Todavia, a renovabilidade de um combustível per senão garante que este preencha os critérios de sustenta-bilidade. Para lidar com recursos energéticos renová-veis, foram sugeridos os seguintes procedimentos(OSTEROTH, 1992; FLAIG & MOHR, 1993;PIMENTEL, 1995):• monitorar o atendimento dos requisitos de

sustentabilidade por toda a cadeia de produção dorecurso (cultivo, processamento, uso/conversão edestinação dos resíduos);

• a produção de matérias-primas renováveis deveconsiderar os limites de capacidade deregeneração dos recursos naturais (solo, água,etc.), de modo a assegurar sua produtividade amédio e longo prazo;

• observar possíveis conflitos e concorrências nouso dos recursos naturais (p. ex. a concorrênciaentre uso alimentar e energético dos óleosvegetais);

• a taxa de utilização do recurso não deve superar asua capacidade de renovação (p. ex. na extraçãode recursos florestais ou pesqueiros).

2.2. BIOMASSA E ÓLEOS VEGETAIS

Dentre os recursos energéticos renováveis, oaproveitamento da biomassa, em suas mais variadasformas (sólida, líquida e gasosa), foi intensivamentepesquisado nas últimas décadas, como alternativa paraminimizar os efeitos ambientais adversos e a insegu-rança no suprimento futuro de combustíveis fósseis(BRENDÖRFER et al., 1989; FLAIG & MOHR,1993).

A utilização de óleos vegetais, uma dasvariantes energéticas da biomassa que está sendo alvode pesquisa em diferentes países, tem recebidoincentivo principalmente a partir da crise do petróleona década de 70 (ALVIM & ALVIM, 1979; BATEL,1980; CEPLAC, 1980; PETTERSON, 1986;APFELBECK, 1989; MENDES et al., 1989;MITTELBACH et al., 1992; MEYER-PITTROFF,1994).

Entre os aspectos que motivaram o estudo dosóleos vegetais como potencial combustível, destacam-se:• o seu estado físico (líquido) e o seu alto conteúdo

energético específico (MJ/kg de combustível),quando comparados com outros combustíveisderivados da biomassa;

• o fato de poderem ser produzidos a partir dediferentes oleaginosas (soja, colza, dendê, etc.),sob diferentes condições climáticas;

• a alta produtividade energética de algumasoleaginosas (acima de 150 GJ/ha para o dendê);

• a possibilidade da utilização do óleo e seusderivados em motores de alta eficiência deconversão energética, como os motores ciclodiesel.

Por outro lado, apresentaram-se tambémbarreiras e aspectos desfavoráveis a uma ampliação doseu emprego (REINHARDT & VOGT, 1998):

• concorrência no uso do solo e água com culturasalimentares e para outros fins técnicos;

• possíveis impactos ambientais resultantes de umaprodução agrícola intensiva de culturas energéti-cas (erosão, contaminação do solo e água comresíduos de adubos, herbicidas e pesticidas);

• altos custos de produção, quando comparados aoscustos atuais vigentes para produção decombustíveis fósseis (diesel, óleo combustível).

No Brasil, foram realizados muitos estudosnas décadas de 70 e 80, visando a produção decombustível a partir de óleos vegetais in natura, masas cotações elevadas destes óleos no mercadointernacional, aliado às baixas produtividades agrícolasem óleo obtidas nos plantios, inviabilizaraminvestimentos de grande porte para sua utilização emlarga escala, ao contrário do que se passou com oPROÁLCOOL (HOMEM DE MELLO & PELIN,1984).

Segundo Mittelbach, a utilização de óleosvegetais como combustível, in natura ou modificados,tem sido muito relatada na literatura, especialmente osésteres metílicos e etílicos obtidos por transesterifica-ção (Figura 1). Entretanto, o uso em larga escala deóleos vegetais como combustível tem sido limitadopelos preços no mercado mundial dos produtos deorigem fóssil. Portanto, só países que contam comexcesso de produção de óleos vegetais têm

demonstrado interesse especial neste combustível(MITTELBACH & TRITTHART, 1988).

A produção do biodiesel4 encontra-se emestágio avançado de desenvolvimento nos EUA e emvários países europeus, com destaque para a Áustria eAlemanha, onde, graças a subsídios agrícolas eimpostos ambientais, converteu-se em uma alternativacompetitiva (SYASSEN, 1996).

Na Alemanha, o combustível a base de colzaé ofertado em uma rede de mais de 1000 postos dedistribuição de combustível a preços entre 5 e 10%abaixo do diesel. Volkswagen/Audi, Mercedes e Volvojá liberaram vários modelos de seus veículos para ouso com biodiesel produzido dentro do padrãoindicado pela norma DIN 51606.

2.3. ÓLEOS E GORDURAS RESIDUAIS

Apesar dos possíveis benefícios ambientais noemprego de óleos vegetais como substitutoao diesel, barreiras do ponto de vista econômico eético motivaram a busca de matérias-primasalternativas para a produção de biocombustíveis(MITTELBACH, 1992).

Dentre as alternativas estudadas, a reutiliza-ção de óleos e gorduras vegetais residuais (OGR) deprocessos de fritura de alimentos tem se mostradoatraente, na medida em que aproveita o óleo vegetalcomo combustível após a sua utilização na cadeiaalimentar, resultando assim num segundo uso, oumesmo numa destinação alternativa a um resíduo daprodução de alimentos (ANGGRAINI, 1999).

Observa-se ainda que só uma pequenapercentagem dos OGR vem sendo coletada para afabricação de sabão ou de rações para animais, sendoque a maioria ainda é eliminada através do sistema deesgoto e lixo, gerando uma sobrecarga adicional para otratamento de esgoto (MITTELBACH, 1988).

O C

O

R

OC

O

R

C

C

H2C

H

O C

O

RH2

H3COH / KOH

Temp. ambiente

H2C OH

C OH

C OH

H

H2

+ R C

O

OCH3

Triglicerídeos Glicerol Ésteres metílicos

Figura 1 - Transesterificação em meio alcalino

4 A nomenclatura encontrada na literatura especializada sobre otema não é de todo coerente. Predomina, porém, o uso do termobiodiesel para os ésteres metílicos ou etílicos de óleos vegetais innatura (p. ex. o óleo de soja ou de colza). Recentemente, vem sendoutilizado na Europa o termo ecodiesel para designar os ésteres deóleos e gorduras residuais.

Uma série de levantamentos demonstra opotencial de OGR em diferentes países. Na Alemanha,p. ex., são coletados e reciclados 1,0 x 105 t/a de umtotal de OGR coletáveis estimado entre 3,8-5,0 x 105

t/a (ANGGRAINI, 1999). Na Áustria, são consumidosanualmente em torno de 120.000 t de óleos e gorduras,sendo cerca de 50% utilizados na fritura de alimentos.Estima-se que um total de 3,7 x 104 t possa sereconomicamente coletada, o que equivaleriaenergeticamente a 1,5% do consumo austríaco dediesel (MITTELBACH et al., 1992; MITTELBACH,2000).

Em pesquisas realizadas na Universidade deKassel (Alemanha), utilizando óleos e gordurasoriundas de descarte de frituras de alimentos para aprodução de biocombustível através do processo detransesterificação alcalina (figura 1), obtêm-se comoproduto, além de glicerina, ésteres metílicos compropriedades fisico-químicas semelhantes ao diesel(ANGGRAINI, 1999).

A princípio, toda substância que contémtriglicerídeos em sua composição pode ser usada paraa produção de ésteres. Alguns fatores, porém, poderãolimitar a utilização dos OGR como matéria-prima,destacando-se (PUDEL & LENGENFELD, 1993):• suas características físicas e químicas;• a competição com outros usos (rações, lubrifi-

cantes, produção de derivados graxos, etc.);• seu custo e disponibilidade.

Além disso, há impurezas que não podem sereliminadas através de decantação ou filtração, como osácidos livres, polímeros e fosfolípideos, que podemdificultar ou mesmo inviabilizar o seu aproveitamentocomo combustível. A origem do resíduo irá determinarsua disponibilidade, qualidade e custo para a utilizaçãocomo combustível, conforme classificação sugerida natabela 1 para resíduos gordurosos na Alemanha(JURISCH & MEYER-PITTROFF, 1995).

O combustível produzido a partir de OGR apresentavantagens do ponto de vista ecológico com relação aoóleo diesel derivado do petróleo e também com relaçãoao biodiesel padrão produzido a partir do óleo decolza. Em comparação com o diesel, o éster de OGRpossui a vantagem de não emitir, na combustão,compostos de enxofre, além de ser rapidamentebiodegradável no solo e na água. Em relação aobiodiesel, o éster de OGR se mostra vantajoso doponto de vista do balanço energético (KRAUSE et. al.,1999).

Tabela 1: Principais tipos de resíduos gordurosos e sua dis-ponibilidade/qualidade para uso como combustívelÓleo e gorduraresidual Custo Qualidade Volume Preparode fritura comercial O + ++ +de fritura residencial O ++ - ++de fritura industrial - + ++ +de matadouros efrigoríficos

O - ++ -

do tratamento deesgoto

+ -- + --

(++) muito favorável (+) favorável (0) satisfatório (-) desfavorável (--) muito desfavoráv.Fonte: JURISCH, & MEYER-PITTROFF, 1995

Um estudo na cidade de Valencia, Espanha,conclui ser atrativa, do ponto de vista ambiental, aobtenção de biocombustível a partir de OGR. Umsistema de coleta seletiva, estabelecido pela prefeiturada cidade, deu suporte ao projeto de produção dobiocombustível para abastecimento de 480 ônibusurbanos, com uma demanda de aproximadamente42.000 litros/dia. O objetivo maior do projeto foi aeliminação, em larga escala, dos OGR das canaliza-ções do sistema de esgoto sanitário da cidade, cerca de10.000 t/a. (LÖHRLEIN & JIMÉNEZ, 2000).

3. OBJETIVOS

O projeto visa estudar e avaliar, através deuma cooperação interinstitucional5, as possibilidadestecnológicas e os condicionantes socio-econômicos eambientais do aproveitamento de óleos e gordurasvegetais residuais e in natura como combustível emmotores tipo diesel, aplicando os resultados na medidaem que se mostrarem viáveis.

O trabalho foi dividido em duas etapas: a FaseI (1997-2000) e a Fase II (2000-2002). Foramobjetivos da Fase I:

• avaliação quantitativa e qualitativa das matérias-primas gordurosas potenciais do Sul da Bahia;

• desenvolvimento de procedimentos e logísticapara coleta e transporte da matéria-prima;

• projeto e testes de uma unidade piloto detransesterificação na Universidade de Kassel;

• otimização do processo a nível de laboratório paramatérias-primas locais;

5 As instituições parceiras da UESC são, no Brasil, a ComissãoExecutiva do Plano da Lavoura Cacaueira (CEPLAC), Ilhéus – BA,e o Instituto Nacional de Tecnologia (INT), Rio de Janeiro – RJ, e,na Alemanha, o Instituto de Tecnologia Tropical (ITT), Colônia, e oDepartamento de Engenharia Agrícola da Universidade de Kassel(Agrartechnik), Witzenhausen.

• instalação da planta no Campus da UESC e testescom diferentes matérias-primas;

• demonstração e testes com o biocombustível emveículos da UESC;

• análise preliminar dos custos de produção.

4. MATERIAIS E PROCEDIMENTOS

4.1. MATÉRIAS-PRIMAS POTENCIAIS

Num primeiro momento, foi levantado o po-tencial de diferentes matérias-primas locais para aprodução de biocombustível. Foram avaliados os OGRdescartados em estabelecimentos comerciais nascidades de Salvador, Ilhéus e Itabuna, o azeite dedendê produzido em roldões, além dos subprodutosoleína e estearina, produzidos em indústrias regionais.

Para o levantamento dos OGR, foramentrevistados diversos estabelecimentos do setoralimentício (bares, restaurantes, barracas de praia,baianas de acarajé6, etc.) nas três cidades. Através dequestionários padrão foram coletados dados sobre ovolume e a freqüência de descarte, tipos de óleos e/ougorduras utilizados, variação do volume descartado aolongo do ano e interesse do estabelecimento emfornecer seus resíduos gordurosos para o projeto.

4.2. CARACTERIZAÇÃO FÍSICO--QUÍMICA DAS MATÉRIAS-PRIMAS

Foram colhidas amostras das matérias-primasencontradas nos estabelecimentos entrevistados deIlhéus e Itabuna: óleo de soja residual, mistura de óleode soja e gordura hidrogenada residual, além de oleínade dendê in natura produzida em uma indústriaregional. Após a coleta, cada amostra foi filtrada emfunil malha 45 mesh, sendo em seguida submetida aanálise físico-química, utilizando-se metodologiapadrão do IAL (PREGNOLATO & PREGNOLATO,1985). Foram realizadas análises para a determinaçãoda umidade, do índice de acidez e do índice deperóxidos.

4.3. TESTES EM LABORATÓRIO

A partir da caracterização das propriedadesfísico-químicas, iniciou-se a fase de transesterificaçãoem escala de laboratório, com base nos métodosdesenvolvidos pelo Departamento Agrartechnik da 6 Entendem-se por baianas de acarajé certos estabelecimentos, emsua maioria familiares, que comercializam especialidades dacozinha afro-baiana, assim como: acarajé, abará, vatapá, etc..

Universidade de Kassel. A reação de transesterificaçãoobedece a uma relação estequiométrica (triglicerídeos :metanol), e utiliza como catalisador o hidróxido depotássio. As quantidades de metanol e KOH são dadas,respectivamente, pelas equações (1) e (2)(ANGGRAINI, 1999):

M = 0,128*G (1)

KOH = 0,6/100*G + Perdas1 + Perdas2 (2)

onde:G = massa de gordura a ser transesterificada (kg)M = massa de metanol (kg)KOH = massa de hidróxido de potássio (kg)Perda1= perdas devido aos ácidos graxos livres (kg)Perda2= perdas devido aos peróxidos (kg)

As perdas devido aos ácidos graxos livres e aos peró-xidos são dadas pelas equações (3) e (4), respectiva-mente:

Perda1= AGL*56*G/28200 (3)

Perda2= IP*56*0,000001*G (4)

onde:AGL = acidez livre em % de ácido oleicoIP = índice de peróxidos

Os experimentos foram conduzidos em cincorepetições, utilizando-se 200 g de matéria-prima parareagir com 25,6 g de metanol, na presença dehidróxido de potássio (conforme a equação (2)), sobagitação magnética à temperatura ambiente por 40minutos, sendo o material em seguida transferido parafunil de decantação de 250 mL para separação dasfases: ésteres metílicos e glicerina mais impurezas(figura 2).

Figura 2 - Ésteres metílicos e glicerina impura4.4. A PLANTA PILOTO

A planta piloto de transesterificação possuicapacidade para processar diariamente até 1400 kg dematéria-prima, podendo alcançar uma produção de até400 t/a de biocombustível (figura 3).

A unidade é composta por dois reatores(1,0 m3 e 0,25 m3), válvulas de diafragma, bombacentrífuga horizontal, sistema de filtragem, manguei-ras e mangotes de diversos diâmetros, painel decontrole e microcomputador, além de um conjunto detanques de 1,0 m3 para o armazenamento de matéria-prima, produto e subproduto finais (glicerina impura).

4.5. O PROCESSO DE PRODUÇÃO DO BIO-

COMBUSTÍVEL

Para a conversão do óleo de soja/gordurahidrogenada usada em ésteres metílicos, foramutilizados os seguintes procedimentos:

• recepção da matéria-prima;• filtragem da gordura em peneira aço inox 45

mesh;• amostragem e análise da matéria-prima;• determinação e dosagem da quantidade de

catalisador e de metanol segundo asequações (1) e (2);

• mistura da matéria-prima com a soluçãocatalisador + metanol;

• 1a transesterificação: agitação constante por 45minutos;

• decantação por 24 horas;• retirada do composto (ésteres metílicos +

triglicerídeos), da fase superior para a2a transesterificação;

• determinação da quantidade de catalisador e demetanol, supondo 80% de conversão na 1a

transesterificação;

• mistura do composto com a solução catalisador +metanol no reator principal;

• 2a transesterificação;• decantação por 24 horas;• retirada e filtração da mistura de ésteres metílicos,

fase superior da decantação;• acondicionamento em reservatórios de 1000 L.

A figura 4 apresenta um fluxograma de funcionamentoda planta piloto desenvolvida na Universidade deKassel.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram entrevistados 93 estabelecimentoscomerciais do setor alimentar em Salvador, 66 emIlhéus e 62 em Itabuna. Pelo levantamento, nota-se queos principais óleos e gorduras residuais descartadosnas três cidades foram, em ordem decrescente devolume: óleo de soja, azeite de dendê e gorduravegetal hidrogenada (Figura 5).

O volume total de óleos residuais descartadospelos estabelecimentos pesquisados foi de 690 t/a emSalvador e 73 t/a em Ilhéus/Itabuna.

A partir de dados do consumo per capita deóleos e gorduras vegetais em 1997 (13,5 kg/a),estimou-se em 1,8 kg/a per capita o potencial de OGRcoletáveis para o Brasil, o que representa cerca de 1/3dos valores estimados para países como a Alemanha(6,2 kg/a) e a Áustria (5,0 kg/a) (FAO, 2000;MITTELBACH, 2000)

Com base nesta estimativa, pode-se prever umpotencial de óleos e gorduras residuais economi-camente coletáveis de 4.500 t/a em Salvador, 234 t/aem Itabuna e 144 t/a em Ilhéus.

Pré-limpeza SecagemColetaOGR KOH

MetanolMatéria--primagordurosa

Dosagem

TransesterificaçãoAbastecimentoFiltragem e

armazenamentoDecantação

II IGlice-rina

Análise

controle

éster

Figura 4 – Esquema de funcionamento da planta piloto

Figura 3 –Vista geral da planta piloto

Quanto à diferença entre o descarte dos mesesde inverno e os de verão, mostrou-se que ela é maiorpara Salvador e Ilhéus, e menor para Itabuna, devido àsazonalidade das atividades comerciais turísticas dosdois primeiros municípios.

Na figura 6, pode-se observar que cerca de80% dos OGR descartados em Salvador e mais de63% do eixo Ilhéus/Itabuna não são reaproveitados,sendo descartados de forma inadequada no meioambiente.

Após o levantamento quantitativo destaspotenciais matérias-primas, foram realizadas análisespara determinação da qualidade do material a sertransesterificado.

O processo para conversão de óleos egorduras para obtenção do biocombustível se encontrasumarizado na equação química mostrada na figura 1.Os resultados da parte experimental são apresentadosabaixo, na tabela 2.

Tabela 2 - Tabela referente aos resultados das análises físico-químicas das matérias-primas estudadas

Características físico-químicasMatéria-

primaUmidade

(%)AGL(%)

IP(meq/kg)

R( %G)

Óleo desoja residual 0,10 2,18 3,4 97,7

G. hidrogenada+ O. soja resid. 0,13 1,9 5,0 94,5

Oleína dedendê 0,12 6,4 3,5 76,0

Padrão exigido < 0,10 < 3 — —

Numa análise dos resultados, pode-severificar que o óleo de soja, apesar do índice de acidezrelativamente alto, o que constitui um fator limitantedo processo, apresentou rendimentos maiores nareação de transesterificação do que a mistura óleo desoja/gordura hidrogenada. Os rendimentos obtidos,tanto com o óleo de soja quanto com a mistura,indicam que estas matérias-primas possuem um grandepotencial para a produção de ésteres metílicos deácidos graxos. Com relação à oleína, os resultados datransesterificação alcalina não foram satisfatórios,provavelmente devido ao alto índice de acidezencontrado nas amostras fornecidas por uma indústrialocal, e que não atendem ao padrão exigido para amatéria-prima.

A partir dos resultados positivos obtidos anível de laboratório, foram conduzidos 2 testes naplanta piloto, com 700 kg da mistura óleo de soja egordura hidrogenada residuais, obtendo-se rendimentosuperior a 90% em ambos os testes.

No primeiro teste, a matéria-prima foiadquirida junto a uma firma coletora de OGR,localizada em Salvador. O material é oriundo derestaurantes e fast-foods localizados na parte central dacidade.

O segundo teste foi conduzido com OGRcoletados em Ilhéus/Itabuna, junto a pequenos emédios estabelecimentos, dentro de um programa decoleta promovido pela UESC. A colaboração da maiorparte dos estabelecimentos possibilitou a coleta deOGR dentro dos padrões exigidos para o processo.

A partir dos dados levantados e dasestimativas feitas sobre o volume de OGR nãoreaproveitados nas cidades de Salvador, Ilhéus eItabuna, constata-se que existe potencial para ainstalação de uma planta de transesterificação depequeno porte (3.000 t/a) em Salvador, e que asnecessidades de matéria-prima da planta piloto daUESC podem vir a ser atendidas com os OGRcoletados no eixo Ilhéus-Itabuna, a partir dodesenvolvimento de um sistema adequado de coleta epré-tratamento destes resíduos gordurosos.

0%

20%

40%

60%

80%

Soja Dendê Gord.Hid.

OutrosSalvador

IlhéusItabuna

Fonte (dados de Salvador): HIRSCH, 2000Figura 5 - % dos tipos de óleos residuais descartadosnas 3 cidades

Esgoto Lixo OutrosReutiliz.

Ilhéus/ Itabuna0%5%

10%15%20%25%30%35%40%45%

Salvador

Fonte (dados de Salvador): HIRSCH, 2000Figura 6 - Destino dos OGR em Salvador e Ilhéus/Itabuna

Matéria

-prim

aKOH

Metano

l

Energi

a

0%10%20%30%40%50%60%70%

Reciclado In natura

Figura 7 - Decomposição dos custos variáveis dobiocombustível

Numa avaliação preliminar, os custos deprodução para o biocombustível foram estimados emR$ 0,71 e R$ 1,31, utilizando-se OGR e óleo vegetalin natura como matéria-prima, respectivamente.

Da decomposição dos custos variáveis deprodução (figura 7), pode-se deduzir que, para o óleoin natura, a matéria-prima representa o maiorpercentual no custo (em torno de 70%). No caso dosOGR, o metanol representou o maior percentual nacomposição dos custos variáveis.

Em março de 2000, o custo de produção dobiocombustível a partir de OGR equiparou-se ao preçodo diesel ofertado nas bombas dos postos de Ilhéus eItabuna (R$ 0,66).

Espera-se que o custo de produção dobiocombustível possa ser reduzido com o aumento daescala de produção, em função, especialmente, daredução do preço de aquisição do metanol.

6. PERSPECTIVAS

A partir da avaliação dos resultadosalcançados na primeira fase do projeto, foramdefinidas as prioridades para a segunda fase doprojeto, do ponto de vista científico, tecnológico eestratégico:

• otimização do processo com matérias-primaslocais/regionais e outros reagentes (p. ex. etanolem substituição ao metanol);

• aperfeiçoamento dos procedimentos e da logísticapara a coleta, o pré-tratamento (limpeza e seca-gem) e o transporte da matéria-prima;

• testes e ensaios de longa duração, em laboratório eno campo, com prioridade para motores diesel de

aplicação em ecossistemas aquáticos e suasproximidades (barcos, bombas de irrigação, etc.);

• avaliação econômica do processo para diferentesmatérias-primas (gorduras e óleos in natura eresiduais) e aplicações do biocombustível (aditivo,mistura e puro);

• divulgação e conscientização sobre a destinaçãoeconomicamente eficiente e ecologicamenteadequada de resíduos alimentares gordurosos;

• contatos com órgãos de controle e fabricantes demotores para a elaboração de normas e controle dequalidade para a combustão do biocombustívelproduzido a partir de OGR em motores ciclodiesel de linha.

PALAVRAS CHAVES:

Óleos vegetais, resíduos gordurosos, transesterificação,biocombustível, biodiesel, azeite de dendê

AGRADECIMENTOS

Aos colaboradores da UESC, do INT e doDepartamento Agrartechnik da Universidade deKassel, pelo apoio irrestrito na fase de pesquisa,preparação e montagem da planta, ao InternationalesBüro des BMBF, Bonn, ao CADCT/Seplantec,Salvador, ao CNPq, Brasília, e à Fundação HeinrichBöll, Berlim, pelo apoio financeiro.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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