A Tabela 22 apresenta as características físico-químicas dos biodieseis produzidos com os óleos vegetais refinados comestíveis de girassol, milho e soja e seus respectivos óleos residuais utilizados na fritura da batata. Verifica-se que os biodieseis oriundos dos óleos virgens (sem fritura) apresentam características próprias tanto quanto os biodieseis dos seus óleos residuais.
Conforme já mencionado nos capítulos anteriores, a principal motivação para o abandono do uso do óleo e gordura animal e vegetal in natura como combustível para abastecer o motor ciclo diesel, tanto automotivo quanto estacionário reside na alta viscosidade cinemática apresentada por estes e, consequentemente nos problemas que acarretam ao funcionamento do motor. Em relação a este parâmetro, percebe-se que os biodieseis das oleaginosas testadas apresentam esta característica aceitável perante a legislação brasileira que regulamenta a comercialização do biodiesel, para ambos os biodieseis de cada óleo, isto é, os óleos virgem e residual não apresentam diferenças expressivas neste aspecto.
No que se refere às impurezas oriundas da reação de transesterificação alcalina, isto é, glicerina livre e teor de sabão, comprovou-se que o processo de adsorção com o adsorvente sorbsil R70 foi eficiente quanto à remoção de tais impurezas, uma vez que os resultados obtidos atendem à legislação que estabelece uma tolerância máxima de 0,02% para glicerina livre e 5 mg/kg para sódio e potássio no biodiesel puro.
Em relação à viscosidade dos óleos que originaram os biodieseis, observa-se na Figura 28, barra azul hachurada, que estes apresentam este parâmetro bem acima do limite superior estabelecido para combustíveis destinados para alimentar o motor ciclo diesel, que é
de 6 mm2/s, tendo sido encontrados valores médios de 36,9; 34,3 e 32,9 mm2/s para os óleos novos de girassol, milho e soja, respectivamente. Já para os óleos residuais coletados após a fritura da batata usando os óleos similares aos óleos novos, isto é, óleo da mesma marca, verifica-se que a diferença é mínima se comparados aos óleos novos, tendo sido encontrados os valores médios de 37,3; 34,8 e 32,7 mm2/s para os OGR´s de girassol, milho e soja, respectivamente, também acima do limite superior.
Tabela 22. Resultados de características físico-químicas de biodieseis dos óleos usados na fritura da batata.
Parâmetro Unidade Biodieseis
BioS BioOGR_S BioM BioOGR_M BioG BioOGR_G
IA mg KOH/g 0,056±0,011 0,055±0,032 0,055±0,021 0,054±0,011 0,056±0,015 0,054±0,021 ME kg/m3 882,6±0,0011 882,3±0,0230 885,5±0,117 885,4±0,00 884,2±0,09 884,0±0,00 VC mm2/s 4,54±0,032 4,38±0,045 4,55±0,000 4,57±0,055 4,63±0,050 4,60±0,061 IP meq/kg 1,30±0,03 9,34±0,00 0,70±0,00 13,5±0,09 1,67±0,08 27,2±0,00 II g I2/100g 127,8±0,019 107,3±0,009 134,1±0,071 134,1±0,002 133,9±0,002 89,9±0,144 GL % 0,084±0,006 0,011±0,011 0,012±0,001 0,010±0,00 0,0±0,00 0,0±0,00 GC % 0,15±0,017 0,11±0,020 0,15±0,00 0,17±0,00 0,15±0,00 0,17±0,00 SK mg K/g 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 U mg/kg 231±1,99 209,3±2,87 159,6±0,088 183,7±0,0198 149,9±0,0220 199,5±0,0300 IS mg KOH/g 185,7±0,038 190,1±0,043 192,7±0,033 195,3±0,029 183,5±0,032 182,7±0,011 EO H 2,45±0,04 1,89±0,018 5,16±0,00 2,70±0,011 1,72±0,00 0,06±0,00 IR --- 1,4670 1,4670 1,4670 1,4670 1,4665 1,4665 PF º C 182,7±0,11 182,5±0,00 183,1±0,016 183,1±0,022 180,3±0,066 180,3±0,055
IA – índice de acidez, ME – massa específica, VC – viscosidade cinemática, IP – índice de peróxido, II – índice de iodo, GL – glicerina livre, GC – glicerina combinada, SK – sabão de potássio, U – umidade, IS – índice de saponificação, EO – estabilidade oxidativa, IR – índice de refração, PF – ponto de fulgor; BioOGR_S - biodiesel de óleo e gordura residual de soja, BioOGR_M – biodiesel de óleo e gordura residual de milho; BioOGR_G – biodiesel de óleo e gordura residual de girassol; BioS – biodiesel de óleo de soja, BioM – biodiesel de óleo de milho; BioG – biodiesel de óleo de girassol; OS – óleo de soja; OM – óleo de milho; OG – óleo de girassol.
Fonte: Autor (2014).
Comparando as viscosidades dos biodieses dos óleos novos e residuais, barra vermelha hachurada, ainda na Figura 28, nota-se que não existe uma grande diferença entre eles, mas em relação aos óleos que os originaram, tanto novo quanto residual, percebe-se que a viscosidade reduziu drasticamente, ficando, assim, dentro da faixa estalelecida pela legislação (3 a 6 mm2/s). A baixa viscosidade observada nos biodieses das oleaginosas pesquisadas é atribuida à retirada do glicerol ocorrida durante a reação de transesterificação alcalina entre o óleo e o metanol nas condições reacionais definidas no capitulo anterior.
Figura 28. Resultados de viscosidade cinemática do óleo e biodiesel de girassol, milho e soja.
BioOGR_S - biodiesel de óleo e gordura residual de soja, BioOGR_M – biodiesel de óleo e gordura residual de milho; BioOGR_G – biodiesel de óleo e gordura residual de girassol; BioS – biodiesel de óleo de soja, BioM – biodiesel de óleo de milho; BioG – biodiesel de óleo de girassol; OS – óleo de soja; OM – óleo de milho; OG – óleo de girassol; mm2/s – milimetros quadro por segundo.
Fonte: Autor (2014).
O ponto de fulgor indica a temperatura mínima na qual o combustível entra em combustão instantânea, em determinada condição de análise na presença de chama. Portanto, os valores médios de ponto de fulgor observados para todos os biodieseis estão acima do limite mínimo exigido pela lei, que é de 100o C, tendo sido observados valores superiores a 180 o C para todos os biodieseis, independentemente do óleo ser novo e/ou residual. Em relação ao aspecto de segurança na armazenagem, manuseio e transporte do biodiesel, os valores do ponto de fulgor aqui apresentados garantem maior confiabilidade neste aspecto em comparação ao óleo diesel mineral, que apresenta normalmente valores inferiores a 100 o C.
Várias pesquisas foram desenvolvidas nas duas últimas décadas, com matérias primas oleaginosas (animal e vegetal) para produção do biodiesel destinado para abastecer motor ciclo diesel e entre eles os trabalhos de Amini-Niakie e Ghazanfari (2013), que utilizaram o óleo de girassol na produção do biodiesel nas condições ótimas de reação de 51,7º C, tempo de 65,5 minutos, catasalisador (KOH) 1% m/m e razão molar MeOH:óleo de 5,5:1. Os autores obtiveram o rendimento reacional de 83,4%, com os parâmetros referentes às características físico-químicas do biodiesel final como: viscosidade cinemática de 4,3
mm2/s, massa específica de 880,0 kg/m3 e ponto de fulgor de 175º C similares aos encontrados neste trabalho.
Lin et al. (2010) obtiveram o biodiesel de óleo e gordura residual com as características físico-químicas viscosidade cinemática de 4,31 mm2/s, massa específica de 880,0 kg/m3 a 15º C, ponto de fulgor de 169º C, glicerina total de 0,037%, entre outros. As características do biodiesel atendem as exigências legais e corroboram os resultados obtidos nesta pesquisa, com as devidas diferenças, mas que, no entanto, podem ser atribuídas às próprias características do óleo e gordura, às condições reacionais, e condições de análise empreendidas.
É importante frisar que os óleos residuais empregados na fritura das batatas não foram submetidos a nenhum processo de tratamento antes de serem usados na produção de biodiesel por reação de transesterificação alcalina. Os valores deíndice de acidez dos óleos novos (sem fritura) e seus respectivos óleos residuais (última fritura) não diferem sendo observada a média de 0,277 mg KOH/g e a umidade dos óleos novos e residuais apresentaram oscilação, mas, no entanto, os valores médios ficaram abaixo de 400 mg/kg, o que permitiu o uso direto destas matérias primas na reação de transesterificação sem a necessidade de qualquer tratamento prévio dos OGRs.
A qualidade do biodiesel final obtida pela metodologia adotada nesta pesquisa demonstra a importância de se estruturar uma cadeia de logística reversa para destinar estes resíduos às unidades produtoras de biodiesel instaladas no Estado do Ceará, contribuindo, assim, para a redução de impactos ambientais decorrentes do descarte inadequado deste resíduo.
4.10 Resultados da composição química dos ácidos graxos do óleo e gordura residual