29 e 30 de outubro de 2019
PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE ÓLEO RESIDUAL DE
FRITURA UTILIZANDO O ETANOL
Milana Antonioli Chichetti¹; Fernando Pereira Calderaro²
¹Acadêmica do Curso de Engenharia Química, UNICESUMAR, Maringá-PR. Bolsista do PIBIC/Unicesumar. milana.antonioli@hotmail.com
³Orientador, Professor Doutor, UNICESUMAR, Maringá-PR. fernando.calderaro@unicesumar.edu.br
RESUMO
Esta pesquisa teve como principal objetivo avaliar a viabilidade de produzir combustível menos poluente, como os biocombustíveis. Dentro dessa vertente, este trabalho contribui através do estudo da produção de biodiesel reaproveitando o óleo de fritura, visto que o descarte indevido do óleo gera resíduos sólidos prejudiciais ao meio ambiente, sendo uma alternativa sustentável e economicamente viável. No presente trabalho descreve-se a obtenção de biodiesel proveniente da transesterificação do óleo de fritura através da catálise básica, via rota etílica. O óleo de fritura após prévio tratamento, reage com hidróxido de potássio em etanol, produzindo o biodiesel. O método utilizado é uma alternativa viável de logística reversa.
PALAVRAS-CHAVE: Biocombustíveis; Meio Ambiente; Sustentável.
1 INTRODUÇÃO
A energia renovável se destaca devido ao seu potencial para substituir combustíveis fósseis, especialmente para o transporte. Fontes de energia renováveis como a energia solar, energia eólica, energia hídrica e energia da biomassa e dos resíduos têm sido desenvolvidas com sucesso e utilizadas por diferentes nações para limitar o uso de combustíveis fósseis (LAM; LEE; MAHAMED, 2010).
Biodiesel é um biocombustível derivado de monoalquil éster de ácidos graxos de cadeia longa, provenientes de fontes renováveis (ABREU et al., 2004), possuindo propriedades físico-químicas similares ao óleo diesel de petróleo. Pelas suas características é um substituto natural do diesel, podendo ser produzido a partir de óleos vegetais, gorduras animais e óleos utilizados em frituras de alimento (CRUZ et al., 2006).
O biodiesel permite um ciclo fechado de dióxido de carbono, uma vez que o mesmo é absorvido pela planta enquanto ela cresce e posteriormente é liberado na combustão do motor. O biocombustível não é só um produto nascido da necessidade de adaptações ou reciclagem. É um combustível de qualidade que pode ser utilizado em qualquer motor a diesel, com pouca ou nenhuma necessidade de adaptação, por vezes demostrando desempenho até superior ao combustível padrão (DIAS, 2007).
Atualmente, um problema de grande proporção é o descarte inadequado de óleos residuais, como não há uma legislação especifica, os estabelecimentos descartam o óleo de forma inadequada, como por exemplo na rede de esgoto. Cada litro de óleo despejado no esgoto urbano tem potencial para poluir cerca de um milhão de litros de água, o que equivale à quantidade que uma pessoa consome ao longo de quatorze anos de vida (HOCEVAR, 2005).
Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um estudo de viabilidade técnica de produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura, através de
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uma reação de transesterificação. Como justificativa a redução dos impactos ambientais causados pelo descarte inadequado do óleo de fritura através do reaproveitamento ou destinação de resíduos em ciclos produtivos, com a produção de um combustível de alto valor energético e baixo custo.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
O método analítico utilizado para a produção de biodiesel em escala laboratorial foi aplicado por CHRISTOFF (2007), determinando a qualidade do material produzido.
2.1 COLETA E PREPARO DA AMOSTRA
O óleo residual utilizado nesta pesquisa foi coletado no restaurante LevGrill que se encontra no pátio da UniCesumar. Após a coleta de 2 litros, o óleo passou pelo processo de filtragem em uma peneira para separação dos sólidos oriundo do processo de fritura. 2.2 SECAGEM DO ÓLEO
Como o óleo foi reutilizado da fritura de alimentos, incluindo alimentos congelados que liberam água durante a fritura, a umidade presente na matéria-prima promove a desativação do catalisador. Sendo assim, o óleo passou por um processo de secagem. Nesse processo, pesou-se 300g do óleo bruto em um béquer de 500 mL e aqueceu-se sob agitação. Após 15 minutos de aquecimento adicionou-se 10 g de Cloreto de Sódio (NaCl) reagindo por mais 30 minutos. A mistura foi filtrada através de um papel filtro para retirada do excesso de NaCl.
2.3 REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO
A reação de transesterificação consiste em um processo para a redução da viscosidade dos triacilgliceróis, onde as moléculas de triglicerídeos são quebradas em um processo catalítico em meio alcoólico. O processo realizado foi de transesterificação com etanol, na presença de hidróxido de potássio (KOH).
A produção de metóxido de potássio foi realizada dissolvendo-se 6 g de hidróxido de potássio em 145 mL de etanol em um béquer de 250 mL, com auxílio de um agitador magnético e controle de temperatura (50°C) até dissolução total.
A reação de transesterificação foi realizada em um béquer de 500 mL sob um aquecedor magnético. Aqueceu-se 300 mL de óleo reutilizado com o auxílio de uma barra magnética para agitação, até atingir a temperatura de 80°C. Após o aquecimento adicionou-se a solução de metóxido de potássio já preparada e mantendo a reação por mais 30 minutos a 80°C e agitação.
A solução após o término da reação foi transferida para um funil de decantação por 36 horas para separação total das fases (biodiesel e glicerina). Posteriormente a separação, a glicerina foi transferida para um béquer de 200 mL e o biodiesel para uma proveta de 500 mL. Em seguida, utilizou-se uma solução de HCL 0,1 mol/L para correção do pH. Logo após separou-se o biodiesel, que foi utilizado para análises de identificação do combustível.
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3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
São apresentadas algumas propriedades do combustível utilizado que foram feitas em laboratório, para estabelecer parâmetros comparativos do biodiesel, como: densidade, viscosidade, ponto de fulgor, massa específica e glicerina livre.
Densidade Viscosidade Cinemática Ponto de Fulgor Massa Específica Glicerina Livre Biodiesel Etílico 883 kg/m³ 5,1 mm²s-1 177˚C 893,7 kg·m-3 1,1·10-5 %massa ANP 850 - 900 kg/m³ 3,0 – 6,0 mm²s-1 Mín. 100 ˚C 850 – 900 kg·m-3 Max. 0,02 %massa
Gráfico 1 – Propriedades do biodiesel etílico obtido por transesterificação alcalina do óleo residual.
Fonte: Dados da pesquisa
De acordo com os resultados, o biodiesel atende-se as especificações da ANP (Agência Nacional do Petróleo). As propriedades fluidodinâmicas de um combustível são importantes no que diz respeito ao funcionamento de motores de injeção por compressão (motor diesel), são a viscosidade e a densidade. Tais características fluidodinâmicas do biodiesel assemelham-se as do óleo diesel mineral, não sendo necessário qualquer adaptação.
O ponto de fulgor, que é a temperatura em que um líquido se torna inflamável em presença de chama ou faísca, sendo importante para segurança do transporte, manuseio e armazenamento. A glicerina livre, em excesso, provoca o entupimento dos filtros de combustível, deposição de glicerol nos tanques de armazenamento. Além disse, a glicerina pode gerar, a acroleína que é um aldeído cancerígeno e pode causar problemas respiratórios caso inspirados.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
De uma forma geral, conclui-se através das análises, em escala laboratorial, que é possível a produção de biodiesel de óleo residual pela rota etílica através da catálise básica. A caracterização físico-química do biodiesel foi realizada e elas se enquadram aos padrões da ANP (Agência Nacional do Petróleo). Este trabalho alcançou o objetivo da formação de biodiesel etílico do óleo residual de fritura com um bom rendimento.
5 REFERÊNCIAS
ABREU, F. R. Utilization oof metal complexes as catalysts in the trasesterification of Brazilian vegetable oils with diferente alcohols. Journal of Molecular Catalysis A:
Chemical, p. 29-33, mar. 2004
ANP – Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Disponível em:< http://www.anp.gov.br/> Acesso em: 25/07/2019.
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CHRISTOFF, Paulo. “Produção de biodiesel a partir do óleo residual de fritura comercial, estudo de caso: Guaratuba, litoral paranaense”. LACTEC – Instituto de Tecnologia para
o Desenvolvimento. Dissertação de Mestrado, p.82, Curitiba, 2007.
CRUZ, R. S. P. Biodiesel: uma nova realidade energética no Brasil. Bahia Análise &
Dados Salvador v.1, p, 97-106, dez. 2006.
DIAS, L. A. S. Cultivo do pinhão manso (Jatropha curcas L.) para produção de biodiesel. 1.ed. Viçosa: UFV, 2007.
HOCEVAR, L. Biocombustível de óleos e gorduras residuais – a realidade do sonho.
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LAM, M. K.; Lee, K. T.; Mohamed, A. R., Homogeneous, heterogeneous and enzymatic catalysis for transesterification of hidh free fatty acid oil (waste cooking oil) to biodiesel in Brazil. Energy Policy, 2007.
MENDONÇA, E. A. Alterações físico-químicas em óleos de soja submetidos ao processo de fritura em unidades de produção de refeição no Distrito Federal. Periodical.p. 115-122 Disponível em. <http://www.fepecs.edu.br/> . Acessado em 27/07/2019.
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<https://www.biodieselbr.com/biodiesel/historia/oleos-vegetais-biodiesel-brasil.> Acessado em 14/07/2019.
PETERSON, C. L.; HUSTRULID, T. Cabon Cycle for Rapeseed Oil Biodiesel Fuels.
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SCHUCHARDT, U., SERCHELI, R., VARGAS R. M. Transesterification of vegetable oils: a review. J. Braz Chem. Soc., v.9, p.199-210, 1998.
SHAY, E. G. Diesel fuel from vegetable oils: status and opportunities. Biomass and
