PRODUÇÃO DE BIODIESEL, ATRAVÉS DAS ROTAS ETÍLICA E METÍLICA, UTILIZANDO ÓLEO RESIDUAL DA INDÚSTRIA DE PESCADO NEUTRALIZADO
COM EFLUENTE ALCALINO DA HIGIENIZAÇÃO DA INDÚSTRIA.
Modalidade: ( ) Ensino (X) Pesquisa ( ) Extensão Nível: ( ) Médio ( X) Superior ( ) Pós-graduação
Área: ( x ) Química ( ) Informática ( ) Ciências Agrárias ( ) Educação ( ) Multidisciplinar
Autores : Malu Francine¹ Girardi PEREIRA; Claudemir Marcos RADETSKI 2; Theodoro Marcel WAGNER 3; CORRÊA, Albertina Xavier da Rosa4.
Identificação autores: 1,2,3,4 Universidade do Vale do Itajaí, Rua Uruguai nº458, Bairro Centro, Itajaí – SC, Brasil. CEP:
88302-202. 1[email protected], 4[email protected]. Bolsista FAP. Fundo de apoio a Pesquisa – FAP/ UNIVALI.
Introdução
Dados do Programa de Estatística Pesqueira Industrial de Santa Catarina revelaram um volume total desembarcado pela frota industrial no Estado em 2012 de 157.223 t representando além de um acréscimo de aproximadamente 29% sobre o ano anterior, um recorde de produção nos últimos 22 anos. Itajaí e Navegantes continuam respondendo pelas maiores produções totais com 92.879 t e 37.415 t, respectivamente somados, os dois municípios receberam 83% da produção total do Estado. Seguindo a tendência nacional teve como maior número de produção desembarcada a espécie Sardinha-Verdadeira (Sardinella brasiliensis) com 51.877.914 kg produzidos destinados, em sua maioria, as indústrias de conserva de pescado (MPA, 2010; UNIVALI/CTTMar, 2013).
O segmento de conserva de pescado produz diariamente, efluente com elevadas quantidades de óleos e graxas. Por se tratar de um subproduto da indústria pesqueira, os óleos e gorduras residuais da Estação de Tratamento de Efluentes – ETE da indústria pesqueira são considerados uma matéria-prima interessante para a utilização no processo de produção de biocombustíveis, como o biodiesel.
É possível também aproveitar os elevados índices de alcalinidade dos efluentes gerados nos processos de higienização industrial como agentes neutralizadores dos óleos destinados a produção de biodiesel.
O Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) lançado em dezembro de 2009, visa o avanço do interesse em agregar valor a coprodutos de cadeias afins, como resíduos de agroindústrias. Uma parcela significativa desses potenciais resíduos, antes muitas vezes descartados de forma incorreta no meio ambiente, hoje podem ser destinados à fabricação de biodiesel como uma importante alternativa de mercado. Segundo o boletim mensal do biodiesel de abril de 2015, em março do decorrente ano foram registrados 22,91%
das matérias primas utilizadas para a produção de biodiesel no Brasil originárias de resíduos agroindustriais ou resíduos de outros processos como o óleo de fritura (ANP, 2014).
Os altos teores de óleos e graxas nos efluentes agroindústrias entre eles o da indústria de conserva de pescado implicam em um elevado custo ao tratamento do efluente uma vez que essas substâncias incorporam-se ao lodo residual do processo de tratamento, tornando lenta a degradação microbiológica e por consequência causando onerosos custos de disposição e transporte para aterros industriais constituindo uma problemática ambiental.
Quando armazenados por longos períodos causam também odores que incomodam a vizinhança de entorno dessas industriais (PINTO, 2010).
Com o objetivo de proteger o meio ambiente e promover o aproveitamento energético, atualmente através do imenso apelo socioambiental o biodiesel tem expressado fundamental importância na busca de uma matriz energética sustentável, na mitigação das emissões de gases causadores de efeito estufa e de poluentes nos setores de energia e de transportes, além da utilização de resíduos como matéria-prima concedente a produção do biocombustível (MAPA, 2013).
Desta forma, este trabalho utilizou dois rejeitos da indústria pesqueira para produção de biodiesel, utilizando-se da rota etílica e metílica através de transesterificação básica.
Material e Métodos
Após a coleta do óleo bruto o mesmo passou por um processo de pré-tratamento composto pela filtragem e neutralização em NaOH, para posterior reação de transesterificação básica utilizando KOH como catalisador. As reações foram realizadas com dois diferentes álcoois etílico e metílico, em nove diferentes proporções óleo:álcool As proporções óleo:álcool utilizadas foram: 1:0.2, 1:0.28, 1:0.5, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 1:5 e 1:6. As reações que utilizaram álcool metílico foram realizadas em temperatura ambiente já as reações que utilizaram álcool etílico foram realizadas sob temperatura de 80ºC, ambas em agitação constante. Após reação foi realizada a purificação através da extração da glicerina lavagem e secagem do biodiesel bruto. Para caracterização foram utilizadas: análises físico-químicas, cromatografia gasosa com detector de massa (CG/MS), cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG/DIC) além de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN - 1H).
Resultados e discussão
Os resultados dos cromatogramas das amostras produzidas com álcool metílico, indicaram maior produção de ésteres na proporção 1:0,2, além diminuição gradativa da produção de ésteres metílicos conforme o aumento da razão de álcool. Para as amostras obtidas através da rota etílica os cromatogramas indicaram inferior produção de ésteres nas proporções de menor razão de álcool, aumentado a produção de ésteres etílicos gradativamente com o aumento da proporção de álcool em relação ao volume do óleo. A comparação (Figura 1), revelou igualdade nos picos de conversão de ésteres entre as amostras 1:0,2 transesterificada com álcool metílico e 1:4 transesterificada com álcool etílico.
Figura 1: Sobreposição dos cromatogramas obtidos pela análise de CG-DIC. (a) biodiesel obtido por transesterificação básica na proporção 1-0,2 óleo:álcool metílico e (b) biodiesel obtido por transesterificação básica a proporção 1-4 óleo:álcool etílico.
Os espectros de RMN - 1H (Figura 2) é possível observar que o espectro do óleo de soja puro apresenta os dd (duplos dubletos) na região de δ 4,22 ppm (espectro A), característicos dos prótons metilênicosglicerólicos (a e a’). Após a reação de transesterificação por catálise básica com etanol (espectro C) o padrão produzido apresentou somente um quarteto q em δ 4,12 ppm dos prótons magnéticos da etoxila (-O-CH2CH3; a’’). O mesmo ocorreu na catálise básica com metanol (espectro B), onde se observou apenas um singleto (s) intenso em δ 3,66 ppm dos prótons da metoxila dos ésteres produzidos (OCH3 ; k) Nos espectros de RMN 1H para o biodiesel produzido por catálise básica com metanol ou etanol, não foi observada a presença de dd dos prótons metilênicosglicerólicos (a e a’), o que evidencia um rendimento quantitativo.
Figura 2: Espectro de RMN 1H – A. óleo de soja; B. amostra por transesterificação básica em metanol;
C. amostra por transesterificação básica em etanol.
Galvan et al (2014), relatam que para assegurar a qualidade do biodiesel é necessário estabelecer padrões de qualidade, objetivando fixar teores limites dos contaminantes que não venham prejudicar a qualidade das emissões da queima, bem como o desempenho, a integridade do motor e a segurança no transporte e manuseio.
Os resultados de todos os parâmetros físico-químicos (Tabela 1), analisados nas duas amostras de maiores produções de ésteres etílicos e metílicos estiveram de acordo com os parâmetros especificados pela resolução ANP nº. 45/2014, exceto para o teor de água.
Cazarolli et al (2012) comentam que no método convencional do processo de purificação do biodiesel, o qual utiliza água, existe a possibilidade da geração de concentrações indesejáveis de água residual devido ao grau de higroscopicidade do biodiesel.
Tabela 1: Parâmetros de conformidades do biodiesel formado por processo de transesterificação pelas rotas Metílica (M) e etílica (E).
Conclusão
A metodologia empregada de transesterificação básica mostrou-se eficiente para a produção de biodiesel a partir de óleo residual do processo de conserva de pescado.
Comparando-se as condições reacionais exigidas para a produção das amostras de proporções 1:0,2 transesterificada com álcool metílico e 1:4 transesterificada com álcool etílico, que obtiveram a conversão dos ésteres em idêntica quantidade, é possível compreender que a rota mais econômica para a produção de biodiesel nesse estudo foi a rota metílica. Evidenciou-se ser desnecessário a excessiva utilização de álcool para aumentar o rendimento da reação pois este objetivo foi alcançados já na reação 1:0,2 transesterificada com álcool metílico, que obteve maior rendimento que as proporções que utilizaram álcool em excesso.
Referências
ANP. Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Boletim Mensal do Biodiesel. 2014. Disponível em:
<http://www.anp.gov.br/?pg=65301&m=&t1=&t2=&t3=&t4=&ar=&ps=&cachebust=136545 7349767>. Acesso em: 20 de setembro de 2015.
CAZAROLLI, J. C.; BUCKER, F.; MANIQUE, M. C.; KRAUSE, L. C.; MACIEL, G. P. S.;
ONOREVOLI, B.; CARAMÃO, L. B.; CAVALCANTI, E. H. S.; SAMIOS, D.; PERALBA, M. C. R.; BENTO, F. M. Suscetibilidade do biodiesel de sebo bovino à biodegradação por Pseudallescheriaboydii. Revista Brasileira de Biociências. v. 10, n. 3, p. 251-257, jul./set.
Porto Alegre. 2012.
GALVAN, D.; ORIVES, J. R.; COPPO, R. L.; RODRIGUES, C. H. F.; SPACIN, K. R.;
PINTO, J. P.; BORSATO, D. Estudo da cinética de oxidação de biodiesel b100 obtido de óleo de soja e gordura de porco: determinação da energia de ativação. Universidade Federal de Londrina. Química Nova, Vol. 37, No. 2, 244-248, 2014. Londrina. 2014.
MAPA. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Benefícios ambientais da produção e do uso do biodiesel. 1 ed. Brasília. 2013.
MPA. Ministério da Pesca e Aquicultura. Boletim Estatístico da Pesca e Aquicultura. 2010.
PINTO, R. G. S. Avaliação da viabilidade técnica da utilização dos resíduos gordurosos do processo de industrialização do pescado para fabricação de biodiesel. UNIVALI – Universidade do Vale do Itajaí. Itajaí, 2010.
UNIVALI/CTTMar. Boletim estatístico da pesca industrial de Santa Catarina – Ano 2012.Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Itajaí, SC. Volume 13, número 1, 66 p. 2013.
