A.A. Mancio 1, S. A. P. Mota 2 e N. T. Machado 3, M. E. Araújo 3, D. E. L. Lhamas 2, D. H. S. Abreu 3, R. M. Oliveira 3 1 Universidade Federal do Pará,

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1 A.A. Mancio 1, S. A. P. Mota 2 e N. T. Machado 3, M. E. Araújo 3, D. E. L. Lhamas 2, D. H. S. Abreu 3, R. M. Oliveira 3 1 Universidade Federal do Pará, PPEQ e-mail: dedeiaam@yahoo.com.br 2 Universidade Federal do Pará, PRODERNA e-mail: silvio_engquimico@yahoo.com.br 3 Universidade Federal do Pará, FEC/ITEC e-mail: machado@ufpa.br ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO PROCESO DE DEGOMAGEM E DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS SOBRE O PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ÉSTERES ETÍLICOS A PARTIR DO ÓLEO DE PALMA BRUTO (Elaeis guineensis, Jacq) 1- INTRODUÇÃO Os óleos vegetais usados na produção do biodiesel contém ácidos graxos livres, água, fosfolipídios e outros contaminantes em várias proporções, que devem ser removidos ou reduzidos a níveis menores antes da matéria-prima ser utilizada na reação de transesterificação (Kiwjaroun et al., 2009). Os fosfolipídios podem ser removidos na etapa de degomagem. aquosa ou degomagem ácida (Leung et al, 2010). A transesterificação catalisada por uma base ou catálise homogênea básica é a reação de uma gordura ou óleo com um álcool como o metanol (rota metílica) ou etanol (rota etílica) para formar biodiesel (ésteres etílicos ou metílicos) e glicerol, na qual um catalisador básico é usado para melhorar a taxa de reação e o rendimento (Helwani et al., 2009). Após a reação de transesterificação os principais produtos formados são os ésteres (biodiesel) e o glicerol. Após a separação da fase constituída por glicerol, o biodiesel bruto está principalmente contaminado com catalisador residual, água, álcool não reagido, glicerol livre e sabões que foram gerados durante a reação de transesterificação. Desta forma, o biodiesel produzido precisa ser purificado antes do uso (Leung et al, 2010). Neste trabalho, investigou-se a influência da degomagem aquosa e da degomagem ácida do óleo de palma bruto sobre o processo de obtenção do biodiesel (ésteres etílicos) por meio de rota etílica e catálise homogênea básica e seu posterior processo de purificação através das operações unitárias de, centrifugação, filtração e desidratação. 2. MATERIAIS E MÉTODOS A caracterização físico-química do óleo de palma bruto foi realizada através das análises de densidade, índice de acidez, índice de saponificação, índice de refração e viscosidade cinemática. Para analisar a influência da degomagem sobre o rendimento e as características físico-químicas do biodiesel, o óleo de palma bruto foi submetido a degomagem aquosa e degomagem ácida, como mostram as Figuras 1a e 1b.. A partir do óleo degomado resultante obteve-se o rendimento do processo através da Equação 1. Onde: mED é a massa de óleo de palma que entra no processo degomagem; m SD é a massa de óleo de palma que sai do processo de degomagem. O processo de transesterificação do óleo de palma ocorreu em um reator de vidro boro-silicato encamisado, acoplado a um banho termostático e a um sistema de agitação, como mostra a Figura 2. Figura 2 - Processo de transesterificação. Após a separação da mistura reacional, obteve-se o biodiesel (ésteres etílicos) e o glicerol. Os ésteres etílicos contendo etanol, pequenas quantidades de glicerol solúvel em etanol e triglicerídeos não reagidos foram submetidos à evaporação sob vácuo. Em seguida, o biodiesel foi centrifugado, filtrado e desidratado. Após a finalização das etapas de separação e purificação, determinou-se o rendimento do processo de transesterificação através da Equação 2 Onde: m ET é a massa de óleo de palma pré-tratado que entra na reação de transesterificação; m ST é a massa de biodiesel (ésteres etílicos) produzido na reação de transesterificação após as etapas de separação e purificação descritas acima; m AT é a massa de álcool utilizado na transesterificação e m BT é massa de álcool em excesso.. A caracterização físico-química do biodiesel produzido foi realizada segundo as normas da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) para as análises dos índices de acidez e saponificação, viscosidade cinemática e densidade. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO O resultado do rendimento do óleo de palma degomado pela técnica aquosa e ácida é apresentado na Tabela 1. Tabela 1 – Rendimento do óleo de palma degomado pela técnica aquosa e ácida. Com os valores de rendimento disponíveis na Tabela 1, verifica-se que a degomagem aquosa apresentou um rendimento maior que a degomagem ácida. Porém, o óleo degomado pelo processo aquoso foi submetido à neutralização. Como conseqüência da etapa de neutralização o rendimento final foi reduzido para 49,03%. Portanto, considerando o parâmetro rendimento, pode-se dizer que a degomagem ácida foi mais eficiente do que a degomagem aquosa, neste estudo. Após a aplicação das operações unitárias sob a mistura reacional, obteve-se o biodiesel (ésteres etílicos) e o resultado do seu rendimento para cada técnica de degomagem está apresentado na Tabela 2. Tabela 2 – Rendimento do biodiesel produzido do óleo de palma degomado pela técnica aquosa e ácida. De acordo com a Tabela 2, observa-se que o maior rendimento em biodiesel foi obtido com o óleo que foi pré-tratado através da degomagem ácida. O resultado das características físico-químicas do biodiesel produzido a partir da transesterificação do óleo de palma pré-tratado por degomagem aquosa e degomagem ácida está apresentado na Tabela 3. Tabela 3 – Características físico-químicas do biodiesel. Através da Tabela 3, é possível observar que o biodiesel (ésteres etílicos) produzido a partir do óleo de palma degomado pelo processo aquoso apresentou o índice de acidez e a viscosidade cinemática dentro dos limites das especificações da ANP. A exceção é dada pela densidade, que apresentou um valor maior do que o limite superior estabelecido pela ANP. 4. CONCLUSÃO Os resultados obtidos neste trabalho indicam que em relação ao parâmetro rendimento, a degomagem ácida do óleo de palma bruto (Elaeis guineensis, Jacq) é melhor quando comparada com a degomagem aquosa. 5. REFERÊNCIA HELWANI, Z.; OTHMAN, M. R.; AZIZ, N.; FERNANDO, W. J. N.; KIM, J. Technologies for production of biodiesel focusing on green catalytic techniques: A review. Fuel Processing technology, 2009. KIWJAROUN, C.; TUBTIMDEE, C.; PIUMSOMBOON, P. LCA studies comparing biodiesel synthesized by conventional and supercritical methanol methods. J. of Clean. Product. v. 17, p. 143-153, 2009. LEUNG, D. Y.C.; Wu, X.; LEUNG, M.K.H. A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied Energy. v. 87, p. 1083-1095, 2010. (1) (2) Técnica de degomagem m ED (g)m SD (g)η (%) Aquosa3602,033399,2494,37 Ácida819,72675,3382,39 Técnica de degomagem m ET (g)m ST (g)m AT (g)m BT (g)η (%) Aquosa14098,1253,0330,3560,32 Ácida140113,3153,0330,3569,65 Análises físico- químicas Técnica de degomagem Normas da ANP AquosaÁcida Densidade (kg/m 3 )1015,751080,38850 – 900 Índice de acidez (mg KOH/g) 0,49 0,5 Índice de saponificação (mg NaOH/g) 23,9527,84- Viscosidade cinemática (mm 2 /s) 5,618,53,0 - 6,0 Figura 1a – Degomagem aquosa.Figura 1b – Degomagem ácida.