Análise do ponto de fulgor em um sistema de produção de biodiesel utilizando separação por membrana

Abstract

A maior parte da energia consumida no mundo é originada a partir dos combustíveis fósseis. São fontes não renováveis e que estará em escassez em um futuro próximo. Assim, o estudo de fontes alternativas de energia, que sejam ecologicamente corretas, tem ganhado importância e espaço nas pesquisas científicas. O biodiesel, obtido a partir de fontes renováveis de energia constitui uma das alternativas mais promissoras quando comparado aos combustíveis fósseis. Dentre os processos para a produção de biodiesel, o mais comum é a reação de transesterificação. Esse processo consiste na reação entre um álcool, geralmente de cadeia curta, e um triglicerídeo, que pode ser oriundo de matriz vegetal ou animal. O aprimoramento das tecnologias utilizadas nas etapas de separação e purificação do biodiesel é essencial para que se obtenha um produto de qualidade. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal avaliar e otimizar a produção de biodiesel, via catálise homogênea, em processo semicontínuo utilizando um sistema de membrana como uma das etapas de purificação do biodiesel. Inicialmente as matérias-primas, soja e pinhão manso, foram caracterizadas e, no caso do pinhão manso também neutralizadas, para diminuição da acidez. Para definição das condições de processo, foram realizados testes com a membrana, avaliando a influência da pressão transmembranar no processo reacional. O biodiesel produzido foi caracterizado para verificar se as especificações estabelecidas pela ANP foram atendidas. Identificou-se que o ponto de fulgor era o parâmetro mais crítico e precisava de ajustes para atender às normas. Dessa maneira, foram realizados alterações no sistema de evaporação e um planejamento experimental de 2³, variando o tempo de evaporação, volume de evaporação e razão molar álcool/óleo, visando identificar as condições favoráveis para alcançar resultados satisfatórios do ponto de fulgor. Com o sistema reacional modificado e identificação das melhores condições de processo com o óleo de soja, o biodiesel de pinhão manso foi produzido e caracterizado utilizando as condições de operação já obtidas e consideradas aceitáveis. Foi possível avaliar a eficiência da membrana, constatando que, ao variar a sua pressão, esta não tem influência direta na alta conversão do biodiesel, no entanto, quanto maior for o valor da pressão transmembranar, maior a quantidade de glicerina produzida. Notou-se também que, a membrana funciona perfeitamente no que diz respeito a retenção de triglicerídeos. Para a adequação do ponto de fulgor, através do planejamento experimental, verificou-se que a condição ideal para a produção de biodiesel no sistema reacional é que o tempo de evaporação ocorra por 4 horas, o processo de evaporação aconteça a um volume de 500 mL e a alimentação do processo apresente uma proporção molar de álcool/óleo de 9:1. O biodiesel de soja produzido nestas condições apresentou teor de éster igual a 95,6%. No caso do pinhão manso, o valor encontrado foi muito abaixo de 96,5%, entendendo-se que a reação de transesterificação não foi eficaz para o tempo proposto. Dessa maneira, recomenda-se que seja realizado um teste cinético com a oleaginosa, no processo reacional, para que seja encontrado um tempo ótimo de reação que alcance altos valores de conversão.