Produção de biodiesel catalisada por bentonita funcionalizada

Abstract

Biodiesel é um combustível verde que vem recebendo crescente atenção em vários países. A produção de biodiesel no Brasil utiliza predominante óleo de soja e transesterificação alcalina homogênea com metanol. O óleo de algodão também tem sido usado neste processo. A literatura mostra que existem poucos estudos sobre a transesterificação de óleos vegetais com etanol e catalisadores heterogêneos. O objetivo deste estudo foi examinar alguns aspectos da produção de catalisadores de bentonita funcionalizada para catalisar a transesterificação etílica e metílica do óleo de algodão, bem como investigar a influência de alguns parâmetros de processo na eficiência da reação. Os catalisadores foram produzidos por impregnação em fase líquida com soluções diversas e ativação térmica. A bentonita foi proveniente da região de Vitória da Conquista-Ba. Os catalisadores foram caracterizados por diversas técnicas. As fases oleosas foram analisadas por espectroscopia de infravermelho e cromatografia gasosa, e especificações dos parâmetros para biodiesel. A bentonita funcionalizada por compostos contendo K+ ou Na+ alteraram as características naturais destas. Notadamente, bentonita funcionalizada por KF, K2CO3 e KOH, apresentaram maior alcalinidade e mais intensa atividade catalítica na transesterificação etílica e metílica. A bentonita funcionalizada por KHSO4, KCl, NaF, Na2SiF6 e K2SO4 exibem características de baixa alcalinidade. A bentonita funcionalizada por solução de KF a 1 mol.L-1 e ativação a 120°C, apresentou conversão superior a 94% à temperatura reacional de 120°C, com tempo de 1,5 h, com 6% em massa de catalisador e razão molar etanol/óleo de 13/1. A atividade catalítica máxima foi de 0,97 g/g.h e TOF de 4,0 h-1. Estes resultados são superiores aos observados em outros estudos. A fase oleosa apresentou características compatíveis com biodiesel, alcançando viscosidade cinemática de 4,6 mm2/s, densidade de 876,6 kg/m³, poder calorífico superior de 40 MJ/kg e concentração de sódio, potássio, cálcio e magnésio nos limites estabelecidos. Foi possível demonstra que é possível realizar a transesterificação etílica do óleo de algodão, catalisada por bentonita funcionalizada com solução de KF, na qual a fase oleosa é compatível com o biodiesel, de maneira que não havia antes sido realizada.