Avaliação da produção de biodiesel em reator de membrana

Abstract

O crescente desenvolvimento tecnológico implica para os países, desenvolvidos e em desenvolvimento, a busca de novas formas de energias alternativas, que sejam renováveis e menos poluidoras. A substituição dos combustíveis fósseis visa atender as exigências ambientais cada vez mais severas. Nesse contexto o biodiesel aparece como uma fonte promissora para a substituição total ou parcial do diesel fóssil. Atualmente, os reatores de membrana são indicados para produção de biodiesel, visando diminuir os custos de produção, uma vez que direcionam a reação no sentido da produção dos ésteres, minimizam os gastos com processos de purificação, bem como diminuem a geração de efluentes potencialmente poluidores. O presente trabalho buscou avaliar um sistema reacional de fluxo semicontínuo com separação por membrana para a produção de biodiesel. Para tanto, foram realizados testes preliminares em reator de batelada com o intuito de avaliar o conjunto de variáveis escolhidas para o processo. Foram realizados os ensaios em bateladas utilizando-se óleo de soja e dendê. As condições de processamento foram as seguintes: razão molar óleo/álcool de 1/9, temperatura de reação 55°C, concentração de catalisador de 1% (m/m), agitação de 350 rpm e tempo de residência de 30 min. Foram analisadas as amostras dos ensaios e a conversão em éster para os ensaios Soja e Dendê foi de 97,3 e 98,2%, respectivamente. No sistema reacional de fluxo semicontínuo foi utilizada uma membrana cerâmica com composição em α – alumina, com diâmetro do poro de 0,2 μm, a membrana promove a separação triacilglicerol/biodiesel via transesterificação homogênea alcalina a partir de óleo de soja e óleo de dendê. Foi realizado o desenvolvimento de um planejamento fatorial 2³ a fim de avaliar a influência das variáveis: temperatura, concentração do catalisador e razão molar óleo/metanol na conversão em ésteres. Verificou-se que a conversão máxima em éster foi de 97,93% e foi obtido utilizando a concentração de catalisador de 1% (m/m), a razão molar óleo/metanol de 1/9 e a temperatura reação de 60°C. A qualidade do biodiesel foi avaliada segundo as exigências da ANP, constatando-se que o biodiesel produzido no sistema reacional em estudo apresentou a maioria das propriedades avaliadas dentro das especificações.