Síntese do Biodiesel

Síntese do Biodiesel

Síntese do Biodiesel

Centro de Ciências Exatas Tecnológicas e da Natureza

Química Industrial - Fundamentos da Química Industrial II

Prof.ª Cristiane de S.S. Pereira

Grupo: Jhuan Carlos

Mariana Souto

Rafael Groetaers

Ricardo Corrêa

Tatiane Rodrigues

Índice

  1. Introdução.........................................................................................3

  1. Materiais e Métodos.........................................................................3

  1. Resultados e Discussões....................................................................4

  1. Conclusão..........................................................................................6

  1. Referências.........................................................................................6

1-Introdução

A transesterificação, também chamada de alcóolise, é o método mais comum para converter triglicérides em biodiesel, o que, em termos mais simples, converte o óleo vegetal ou gordura animal por uma reação química que utiliza metanol ou etanol, catalisado por hidróxido de potássio. Nesta reação, os triglicerídeos reagem com o álcool de cadeia curta para produzir ésteres de acido s graxos ( biodiesel) e glicerol.Este processo quebra os triglicerídeos transformando suas cadeias em estruturas mais simples, os monoésteres, com baixas viscosidades, gerando menor teor de resíduos de carbono após combustão.

A soja dá origem a produtos e subprodutos muito usados pela agroindústria, indústria química e de alimentos. Recentemente, a soja vem crescendo também como fonte alternativa de combustível. O biodiesel de soja já vem sendo testado por instituições de pesquisa em diferentes cidades brasileiras sendo a mais apropriada para produção do Biocombustível. A soja representa grande importância para a economia nacional já que o Brasil é o segundo maior produtor mundial da oleaginosa. Obtendo assim desta semente a nova perspectiva na redução dos poluentes ambientais, além de recicla-se um resíduo que em vez de ser jogado no esgoto, entupindo encanamentos e poluindo rios, ele é transformado em combustível e custa muito para ser eliminado da natureza. Ao mesmo tempo, reduz-se o uso do diesel, combustível fóssil não renovável.sem nenhuma modificação no motor dos carros normais, pode ser misturado a uma proporção de até 20%, como o álcool é adicionado à gasolina. O biodiesel pode ser competitivo contribuindo com as questões ambientais.

Este trabalho teve como objetivo sintetizar o biodiesel do óleo de soja usado em fritura.

2- Materiais e Métodos

Para a produção de metóxido de potássio dissolveu-se em um bécker de 250 mL 1,503g de hidróxido de potássio (KOH) em 35 mL de metanol com auxilio de agitação e controle de temperatura ( 45°C) até completa dissolução de KOH. O volume de metanol e a massa de KOH para a reação de transesterificação têm por finalidade alcançar um melhor rendimento da produção do éster.

A reação de transesterificação foi realizada em um aquecedor com agitação mecânica. Em um balão de fundo chato (500mL) adicionou-se 100mL de óleo de soja usado em frituras medido em uma proveta . Aqueceu-se em banho-maria, sob agitação com o auxilio de uma barra magnética, até atingir a temperatura de 45°C. Em seguida, adicionou-se a solução de metóxido de potássio recentemente preparada, mantendo a mistura reacional por 10 min. a 45° C sob agitação. Houve mudança no aspecto da solução que tornou-se mais densa e a coloração também sofreu alterações, tornando-se mais clara.

Após a transesterificação a solução foi transferida para um funil de separação para permitir a decantação e separação das fases: superior contendo biodiesel e inferior composta de glicerol, sabões, excesso de base e álcool ( tempo de espera de separação de gases: 15 min.). Recolheu-se a fase inferior em uma proveta de 50 mL e obteve-se 6 mL da solução. O volume de Biodiesel ( fase superior) foi de 94mL. Foram adicionados 50mL de solução de Cloreto de sódio (NaCl) para a lavagem do biodiesel.

Após processo, foram obtidos 92 mL de Biodiesel.

3- Resultados e discussões

A obtenção do biodiesel derivado do soja usado em fritura foi realizada por uma reação de transesterificação em meio básico, tendo como catalisador o Metóxido de potássio usando o metanol como agente transesterificante como pode ser observado nas figuras 1 e 2. Como produto desta reação obtiveram-se os ésteres de ácidos graxos (biodiesel) e o glicerol. Alguns aspectos físico – químicos foram obtidos como rendimento,viscosidade e cor do óleo e do biodiesel de soja usado em fritura.

Figura 1

As principais etapas da transesterificação dos óleos vegetais catalisada por bases são apresentadas na figura 3. O primeiro passo é a reação da base com metanol, produzindo alcóxido (base conjugada) e água (ácido conjugado). O alcóxido, agindo como nucleófilo, ataca o átomo de carbono deficiente em elétrons do grupo carbonila do triacilglicerídeo, conduzindo à formação do intermediário tetraédrico; a ruptura da ligação entre carbono e oxigênio do glicerídeo no intermediário tetraédrico conduz ao produto carbonilado (éster metílico) e ao diacilglicerídeo, este último formado após a remoção do átomo de hidrogênio do metanol, obtendo o ânion metóxido, permitindo a continuidade do processo reacional. Diacilglicerídeos e monoacilglicerídeos são convertidos pelo mesmo mecanismo para a mistura de ésteres metílicos e glicerol.

 

 

Vale ressaltar que a reação do hidróxido de potássio com o álcool leva à formação de água e, na presença do catalisador básico, poderá levar à hidrólise de algum éster produzido, com conseqüente formação de sabão (Figura 4). Esta saponificação indesejável reduz o rendimento do éster e dificulta consideravelmente a recuperação do glicerol, devido à formação de emulsão. Além disso, o consumo do catalisador reduz a eficiência da reação. Portanto, para uma transesterificação catalisada por bases, ambos os óleos e álcool devem ser isentos de água. Um baixo teor de ácidos graxos livres no óleo também é necessário se o processo de alcoólise ocorrer por catálise básica. Óleos vegetais que contenham alto teor de ácidos graxos livres ou água devem ser processados via catálise ácida.

 

 

Em nossos experimentos utilizamos o metanol como agente transesterificante, ao invés de etanol, para facilitar o procedimento de separação do biodiesel de glicerol. Embora menos reativo que o metanol e com os problemas tecnológicos envolvidos, o etanol, no Brasil apresenta um grande potencial devido a sua baixa toxicidade e fácil disponibilidade. Dessa forma, o biodiesel obtido a partir de óleos vegetais e etanol seria considerado como um biocombustível obtido a partir de fontes totalmente renováveis de energia.

4- Conclusão

Com base nos resultados obtidos pode se concluir que o biodiesel de óleo de soja usado em fritura apresentam boa estabilidade térmica e oxidativa , permitindo que seja usada em altas temperaturas. O uso do biocombustível derivado destes óleos de soja faz com que a produção ajude aos agricultores obter renda sem se locomover para as grandes capitais.

Além do mais, haverá uma redução da poluição atmosférica, bem como menor desperdício de óleo usado jogado na natureza, evitando os transtornos urbanos causado pela forma errada de descarte deste material.

O principal objetivo deste trabalho foi o conteúdo referente às reações de esterificação. Além disso, os conceitos de resíduo, insumo e rejeito foram introduzidos, aproximando os alunos da terminologia industrial. Mostrou-se também a importância do tratamento adequado de resíduos gerados em reações orgânicas.

5-Referências

. LEHNINGER, princípios da Bioquímica; por NELSON David; COX Michael. Editora Sarvier – 4° edição 2009.

. http/www.biblioteca.universia.net/biodiesel – acesso em 27 de maio de 2010, autor desconhecido.

.Consórcio CEDERJ /Fundação CECIERJ, Fundamentos de Química vol. 3; Debora Foguel, Andrea Da Poian, Olga Tavares Machado, Editora: Tereza Queiroz, 3° edição 2008.

. VOGEL, A. I.; Química Orgânica – Análise Orgânica Qualitativa, 3ª ed., Ao Livro Técnico: Rio de Janeiro, 1985.        

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