CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO BIODIESEL OBTIDO

As propriedades físico-químicas obtidas para cada biodiesel produzido, foram avaliadas de acordo com a influência de cada variável operacional investigada, ou seja, verificou-se de que forma o tipo , a pressão, o tempo, a temperatura e a razões mássicas de processo afetaram na qualidade do biodiesel gerado ao final de cada processo. Sendo as características físco-químicas analisadas em conformidade às especificações da RANP N° 7 de 2008, mencionadas na Tabela 3.6.

5.8.1. Caracterização Físico-Química do Biodiesel dos Experimentos 6 e 7

As caracterizações físico-químicas realizadas para os biodieseis obtidos nos Experimentos 6 e 7, foram analisadas em relação a influência da temperatura de operação do processo de Evaporação do etanol, pois os processos de separação executados posteriormente não variou-se os parâmetros operacionais. Na Tabela 5.25, estão listadas as propriedades físico-químicas do biodiesel produzido.

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Tabela 5.25: Propriedades Físico-Químicas do biodiesel obtido nos Experimentos 6 e 7. Propriedades Físico-Químicas Resultado (EXP. 6) Resultado (EXP.7)

Aspecto LII LII

Massa Específica a 20ºC (kg/m³) 890,42 860,86

Viscosidade Cinemática a 40ºC (mm²/s) 5,1 4,85

Águas e Sedimentos, máx. (% vol.) 0,15 0,035

Ponto de Fulgor, mín. (ºC) 90,3 125,0

Teor de Éster, mín. (% massa) 89,8 97,3

Resíduo de Carbono (% massa) 0,048 0,024

Corrosividade ao Cobre,3h 50ºC, máx. 1 1

Índice de Acidez, máx.(mg de KOH/g) 1,12 0,36

Glicerol Livre, máx. (% massa) 0,03 0,02

Glicerol Total, máx. (% massa) 0,45 0,22

Monoacilglicerol (% massa) 1,27 1,20

Diacilglicerol (% massa) 0,77 0,71

Triacilglicerol (% massa) 0,12 0,09

Estabilidade à Oxidação a 110ºC, mín. (h) 0,39 6,43

A partir da comparação de entre algumas características físico-químicas apresentadas na Tabela acima, verifica-se uma variação significativa para as propriedades: águas e sedimentos, ponto de fulgor, teor de éster, índice de Acidez, glicerol Livre e glicerol Total, pois esses parâmetros mostraram-se distintos, pelo fato do processo de Evaporação do álcool em excesso a 70°C não ter sido efetuado com eficiência, isto é, evaporou-se uma quantidade inferior de etanol no Experimento 6, o que consequentemente comprometeu os processos posteriores de separação da glicerina, afetando assim, as características físico-químicas do biodiesel obtido, considerando a qualidade do biodiesel produzido no Experimento 7, isto pode ser justificado pela presença de álcool na mistura multicomponente, o qual dificulta a separação entre as fases éster e glicerínica. Com isso, verifica-se a influência da temperatura de Evaporação do etanol em excesso sobre a qualidade do biocombustível produzido, pois somente o biodiesel obtido no Experimento 7 apresenta-se em conformidade aos padrões estabelecidos pela ANP.

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5.8.2. Caracterização Físico-Química do Biodiesel dos Experimentos 8 e 9

As caracterizações físico-químicas realizadas para o biodiesel obtido nos Experimentos 8 e 9, foram analisadas em relação a variação da razão mássica de água utilizada no processo de Lavagem a 60ºC por um período de 120 minutos (10% e 20%), pois nos processos de Evaporação do etanol anteriormente investigados, separou-se quantidades semelhantes desse componente para ambos os Experimentos. Na Tabela 5.26, estão listados os resultados das propriedades físico-químicas para o biodiesel produzido.

Tabela 5.26: Propriedades Físico-Químicas do biodiesel obtido nos Experimentos 8 e 9. Propriedades Físico-Químicas Resultado (EXP. 8) Resultado (EXP.9)

Aspecto LII LII

Massa Específica a 20ºC (kg/m³) 838,40 872,3

Viscosidade Cinemática a 40ºC (mm²/s) 4,7 5,3

Águas e Sedimentos, máx. (% vol.) 0,050 0,035

Ponto de Fulgor, mín. (ºC) 90,1 116,5

Teor de Éster, mín. (% massa) 94,3 96,8

Resíduo de Carbono (% massa) 0,008 0,008

Corrosividade ao Cobre,3h 50ºC, máx. 1 1

Índice de Acidez, máx.(mg de KOH/g) 0,75 0,43

Glicerol Livre, máx. (% massa) 0,03 0,02

Glicerol Total, máx. (% massa) 0,28 0,25

Monoacilglicerol (% massa) 1,08 0,72

Diacilglicerol (% massa) 0,54 0,98

Triacilglicerol (% massa) 0,1 0,15

Estabilidade à Oxidação a 110ºC, mín. (h) 4,46 6,17

Com os resultados apresentados na Tabela 5.26, pode-se observar uma variação de relevância, entre os experimentos, para as propriedades: ponto de Fulgor, teor de éster, índice de acidez, glicerol livre, glicerol Total e estabilidade à oxidação, pois os resultados obtidos para essas características encontram-se não conforme aos limites estabelecidos pela ANP, somente para o Experimento 8. No entanto, vale ressaltar que ao relacionar os resultados das propriedades teor de éster, índice de acidez, glicerol Livre e glicerol total dos Experimentos 8

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e 9 não foram observadas variações significativas em tais valores, apesar de ter sido utilizadas razões mássicas distintas. Os resultados foram considerados satisfatórios, no que diz respeito à viabilidade do processo de Lavagem a 10% de água, devido a proximidade dos resultados de qualidade entre os experimentos. Com isso, verifica-se uma influência não tão significativa da pressão de Evaporação do etanol em excesso sobre a qualidade do biocombustível produzido.

5.8.3. Caracterização Físico-Química dos Biodieseis do Experimentos 10

As caracterizações físico-químicas realizadas para os biodieseis obtidos no Experimento 10, foram analisadas em relação à variação do tempo de decantação da fase glicerínica seguida da investigação do número de lavagens realizados. Na Tabela 5.27, estão listados os resultados das propriedades físico-químicas para cada biodiesel produzido.

Tabela 5.27: Propriedades Físico-Químicas dos biodieseis obtidos no Experimento 10. Propriedades Físico-Químicas Resultado _{(60 min.) (120 min.)} Resultado _{(180 min.)} Resultado

Aspecto LII LII LII

Massa Específica a 20ºC (kg/m³) 887,3 857,6 856,2

Viscosidade Cinemática a 40ºC (mm²/s) 6,0 4,1 4,3

Águas e Sedimentos, máx. (% vol.) 0,040 0,010 0,016

Ponto de Fulgor, mín. (ºC) 109,5 120,5 123,5

Teor de Éster, mín. (% massa) 91,6 96,9 97,8

Resíduo de Carbono (% massa) 0,060 0,003 0,002

Corrosividade ao Cobre,3h 50ºC, máx. 1 1 1

Índice de Acidez, máx.(mg de KOH/g) 0,89 0,32 0,47

Glicerol Livre, máx. (% massa) 0,05 0,02 0,01

Glicerol Total, máx. (% massa) 0,29 0,15 0,10

Monoacilglicerol (% massa) 0,79 0,98 0,69

Diacilglicerol (% massa) 0,95 0,75 0,97

Triacilglicerol (% massa) 0,16 0,08 0,03

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A partir dos resultados da propriedades físico-químicas mostradas na Tabela 5.27, percebe-se uma variação significativa para a maioria das propriedades analisadas, sendo essa variação detectada principalmente para o processo em que investigou-se o tempo de 60 minutos para a decantação da fase glicerínica, em relação aos outros processos, além disso esses resultados foram insatisfatórios considerando os limites estabelecidos pela ANP. Por outro lado, essa variação observada não foi significativa para os processos a 120 e 180 minutos, significando uma aproximação entre as propriedades físico-químicas e assim avaliou-se que os resultados para esses processos estão em conformidade com as especificações da ANP. Assim, é notória a influência das variáveis operacionais investigadas sobre padrões em que se delita um biodiesel de qualidade, visto que a eficiência dos processos de separação está interligada a essas propriedades físico-químicas.

5.8.4. Caracterização Físico-Química dos Biodieseis do Experimento 11

Na Tabela 5.28 as caracterizações físico-químicas realizadas para os biodieseis produzidos no Experimento 11, foram analisadas em relação à variação de temperatura para a Centrifugação da mistura multicomponente (biodiesel+glicerina) seguida da investigação do número de lavagens realizados nas temperaturas de 60 e 70ºC.

Os valores das propriedades físico-químicas mostrados na Tabela 5.28, demonstram novamente uma variação relevante na caracterização físico-química dos biodieseis obtidos, pois as especificações analisadas, mostraram-se satisfatórias somente para o processo a 60ºC,em relação aos padrões estabelecidos pela ANP. No entanto, vale ressaltar que alguns resultados de análise como a massa específica, água e sedimentos, ponto de fulgor e índice de acidez do biodiesel obtido a partir do processo a 70ºC, apresentaram-se dentro dos limites especificados pela ANP. Com isso, comprova-se que essas propriedades físico-químicas dependem diretamente das variáveis operacionais pertencentes aos processos de separaçao aplicados na purificação do biodiesel.

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Tabela 5.28: Propriedades Físico-Químicas dos biodieseis obtidos no Experimento 11. Propriedades Físico-Químicas Resultado (60°C) Resultado (70°C)

Aspecto LII LII

Massa Específica a 20ºC (kg/m³) 858,34 896,14

Viscosidade Cinemática a 40ºC (mm²/s) 4,0 6,2

Águas e Sedimentos, máx. (% vol.) 0,005 0,040

Ponto de Fulgor, mín. (ºC) 120,9 100,9

Teor de Éster, mín. (% massa) 97,1 90,5

Resíduo de Carbono (% massa) 0,001 0,055

Corrosividade ao Cobre,3h 50ºC, máx. 1 1

Índice de Acidez, máx.(mg de KOH/g) 0,0 0,47

Glicerol Livre, máx. (% massa) 0,005 0,03

Glicerol Total, máx. (% massa) 0,21 0,28

Monoacilglicerol (% massa) 1,09 1,78

Diacilglicerol (% massa) 0,79 1,43

Triacilglicerol (% massa) 0,07 0,12

Estabilidade à Oxidação a 110ºC, mín. (h) 6,35 5,50