63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 6. Engenharia de Produção

ESTUDO DO PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE BIODIESEL DE COCO

Giulianna Celerino de Moares Porto 1 Adriana Carla de Oliveira Lopes 2

1. Aluna de Graduação - Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas, Centro Universitário Cesmac, Maceió-AL 2. Profa. MS./Orientadora, Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas, Centro Universitário Cesmac, Maceió-AL

INTRODUÇÃO:

Com o aumento da produção de biodiesel no mundo, sua capacidade de substituir o óleo diesel de origem fóssil, aliada aos fatos de ser um biocombustível renovável, biodegradável e que pode ser produzido a partir de óleos de origem vegetal e gorduras animais, os olhares em torno dos processos relacionados com sua produção vem crescendo rapidamente. Durante o processo de obtenção do biodiesel em questão vários intermediários são gerados. Para a remoção dessas impurezas é necessário efetuar a purificação do biodiesel, que consiste basicamente de três etapas: decantação, lavagem e secagem. Considerando as preocupações atuais com riscos ambientais e principalmente com a escassez da água em um futuro próximo eleva-se a importância desse estudo para aplicação em produções de grande escala de biodiesel de coco. O objetivo dessa pesquisa foi estudar a influência da temperatura e do pH da água de lavagem no processo de purificação do biodiesel de coco e relacionar essas variáveis com a quantidade de água que é utilizada, tentando sempre sua minimização. E, a partir dos experimentos realizados construir um modelo matemático que correlacione temperatura e pH da água de lavagem com a quantidade mínima de água necessária para que o biodiesel atinja o pH igual a 7.

METODOLOGIA:

O biodiesel utilizado no estudo foi obtido por reação de alcoólise de óleo de coco e etanol anidro, utilizando-se hidróxido de sódio (NaOH) como catalisador (Zagonel; Peralta-Zamora; Ramos, 2003), com experimentos realizados em escala de bancada. Os reagentes, à temperatura de 70º C, permaneceram sob agitação constante, sem rotação definida, porém com aspecto homogêneo, durante 2 horas e a seguir a mistura foi usada para os experimentos de purificação. Utilizou-se uma massa padrão de 70 g de biodiesel, para cada ensaio, colocada no funil de separação. Na primeira lavagem empregou-se uma massa de água de, aproximadamente, um quarto da massa inicial de biodiesel, cerca de 17,5 g (pH e temperatura de acordo com a matriz experimental). Cada lavagem foi agitada no funil de separação e deixada em repouso até ocorrer a separação das fases. Após essa etapa, o pH da fase superior (biodiesel) foi medido e a quantidade de água utilizada em cada experimento totalizada. Foi realizado um planejamento experimental fatorial completo com repetições com 2 níveis e 2 variáveis de acordo com Neto; Scarminio; Bruns (2003). O intervalo das variáveis foi escolhido baseado em estudos anteriores para biodieseis de outros óleos: 30º C a 70° C para a temperatura e 2 a 5 para o pH (lavagem ácida).

RESULTADOS:

A partir dos resultados obtidos foram calculados os efeitos das variáveis pH e temperatura, além do efeito de interação entre essas variáveis, bem como, o erro padrão. Para os experimentos realizados com o biodiesel de coco observou-se que, utilizando-se a água de lavagem com pH igual a 2, a quantidade de água usada na purificação diminui em mais da metade (cerca de 18 mL) comparada à quantidade utilizada com pH igual a 5. Para a temperatura, a elevação de 30° C para 70º C aumentou insignificantemente a quantidade de água utilizada na lavagem do biodiesel, cerca de 0,5 mL; se o pH e a temperatura aumentarem de 2 para 5 e de 30° C para 70º C, respectivamente, a quantidade de água utilizada na lavagem do biodiesel diminuirá, cerca de 0,2 mL. A partir dos dados experimentais obtidos, foi possível elaborar um modelo linear com as variáveis estudadas, codificadas pela letra k. Este modelo servirá para estimar a quantidade mínima de água para lavar o biodiesel de coco usando valores codificados das variáveis estudadas no presente trabalho. O valor de k deve pertencer ao intervalo -1 e +1.

CONCLUSÃO:

A partir da metodologia utilizada, pode-se concluir que, a variação da temperatura e pH da água de lavagem utilizada no processo de purificação do biodiesel de coco causa influência na quantidade de água necessária para obtenção de biodiesel com pH igual a 7 como descrito a seguir: se o pH aumentar de 2 para 5 a quantidade de água utilizada aumentará, em média, 18,01 mL; se a temperatura aumentar de 30° C para 70 o C, a quantidade de água utilizada aumentará, em média, 0,49 mL; se o pH aumentar de 2 para 5 e a temperatura aumentar de 30° para 70 o C, simultaneamente, a quantidade de água utilizada aumentará, em média, 0,23 mL. O efeito da interação entre as variáveis selecionadas, pH e temperatura, assim como, o efeito da variável temperatura isoladamente, podem ser desprezados, visto que esse efeito é menor que o erro calculado. A variável pH exerce importante influência no processo de purificação do biodiesel. A elevação do pH aumenta consideravelmente a quantidade de água de lavagem utilizada neste processo. O modelo matemático, elaborado a partir dos resultados experimentais obtidos, servirá para o cálculo preciso da quantidade mínima de água para a purificação do biodiesel de coco, respeitando-se o intervalo das variáveis estabelecido nesse estudo.

Palavras-chave: Biodiesel, Óleo de coco, Purificação.