DESENVOLVIMENTO DE
METODOLOGIA PARA
PRODUÇÃO DE BIODIESEL POR
CATÁLISE HETEROGÊNEA
Ana Larissa de Morais, Bárbara Cavichioli, Daiana Camila da Silva, Kamili
Oliveira Santana, Evellin Silverio Negrete
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Abril
2012
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Catálise heterogênea para biodiesel.
Tipologia: Notas de estudo
2013
1 / 24
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DESENVOLVIMENTO DE
METODOLOGIA PARA
PRODUÇÃO DE BIODIESEL POR
CATÁLISE HETEROGÊNEA
Ana Larissa de Morais, Bárbara Cavichioli, Daiana Camila da Silva, Kamili Oliveira Santana, Evellin Silverio Negrete
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Abril 2012
INTRODUÇÃO
(^) Embora bastante eficiente, o uso da catálise homogênea requer a
implementação de processos secundários de purificação do biodiesel e do glicerol residual, tais como, a extração líquido- líquido, a destilação simples, entre outros que, por sua vez, geram uma quantidade excessiva de resíduos líquidos não recicláveis (Wust, 2004 e Barros et al, 2008).
(^) Para minimizar os problemas de geração destes resíduos, na
produção de biodiesel, uma série de estudos são realizados na atualidade, como aqueles que utilizam a catálise ácida, transesterificação em estado supercrítico, processos enzimáticos e catalisador heterogêneo.
VARIÁVEIS DO PROCESSO DE TRANSESTERIFICAÇÃO CATÁLISE HETEROGÊNEA
Natureza química dos catalisadores;
Variação de temperatura;
Razão Molar Álcool/Óleo;
Tempo de reação;
Concentração do catalisador;
Capacidade de recuperação;
Reutilização;
Tempo de atividade catalítica
PRINCIPAIS CATALISADORES HETEROGÊNEOS
Al 2 O 3 , Zn 2 O 3 , Mn 2 O 3 , entre outros.
Todos suportados em argila, zeólita ou sílica.
Preparo do Catalisador
Definição da massa: 0,75 a 1,5% em
relação à massa do óleo de fritura.
1% de KOH em relação à massa de óleo
HETEROGÊNEA
Células de vidro com válvula de descarga no fundo, encamisadas, acopladas ao sistema de aquecimento com recirculação, mantida por um banho termostático e agitador mecâ-nico acoplado.
Células de vidro com válvula de descarga no fundo, encamisadas, acopladas ao sistema de aquecimento com recirculação, mantida por um banho termostático e agitador mecâ-nico acoplado.
Inserção da massa do catalisador, previamente calcinado, mantendo-se no fundo da célula.
Inserção da massa do catalisador, previamente calcinado, mantendo-se no fundo da célula.
Pesou-se a massa de óleo de fritura e do metanol e ambos inseridos na célula.
Pesou-se a massa de óleo de fritura e do metanol e ambos inseridos na célula.
O sistema foi isolado e mantido a 62ºC com agitação mecânica para garantir a turbulência do meio reacional, durante 2 horas.
O sistema foi isolado e mantido a 62ºC com agitação mecânica para garantir a turbulência do meio reacional, durante 2 horas.
Destilação simples da mistura para recuperação do álcool em excesso e decantação.
Destilação simples da mistura para recuperação do álcool em excesso e decantação.
O catalisador recuperado foi reutilizado na execução de novos experimentos para avaliar a sua desativação.
O catalisador recuperado foi reutilizado na execução de novos experimentos para avaliar a sua desativação.
Os resultados obtidos do uso de 1% e 1,25% da
massa de hidróxido de potássio em relação a massa
do óleo de fritura mostraram elevada conversão do
óleo de fritura em ésteres de ácidos graxos
(biodiesel) e com possibilidade da sua reutilização.
Contudo, novos ensaios devem ser realizados para
se determinar as concentrações mais adequadas
para viabilizar o uso deste tipo de catalisador em
outras escalas do processo.
Obtenção do Catalisador Heterogênio
- (^) Silica Gel como suporte do Catalisador
- (^) Silica foi ativada na estufa a 150ºC por 8
horas.
- (^) Citrato de Potássio como fonte de Potássio
- (^) Suspensa em: 35 mL de Metanol
Balão: 5 gramas de Silica Gel
Balão: 5 gramas de Silica Gel
- (^) Dissolvido: 35 mL de Metanol
- (^) Suspensa em: 35 mL de Metanol
Adicionou: 1,5 gramas de citrato de potássio
Adicionou: 1,5 gramas de citrato de potássio
Preparo do Catalisador – SiO2K
(^) Silica impreginada com Citrato de Potássio, foi
Calcinada na mufla, com temperatua de 450ºC por 4 horas.
(^) Produto: SiO2-K
(^) Pó finíssimo de cor acinzentada
(^) Armazenou-se no dessecador.
Reação de Transesterificação
1º Experimento: reação com 6% de catalisador
2º Experimento: reação com 20% de catalisador
em relação à massa do óleo;
Matéria-prima: óleo de soja
Reagente: Metanol
Razão molar 15:1 (álcool/óleo)
Resultados e Discussão:
- Avaliação do catalisador heterogênio foi realizada pelo teor de
biodiesel metílico de soja obtido, a taxa de conversão foi
determinada por RMN H.
- (^) Avaliou-se 2 deslocamentos químicos:
- Hidrogênio glicerinicos: multipleto em 4,17 ppm
- (^) Hidrogênio metílicos: simpleto em 3,51 ppm
- (^) Os espectros de RMN H, mostram que ao decorrer do tempo,
os sinais dos hidrogênios glicerinicos vão desaparecendo
gradualmente e se formando o simpleto referente aos
hidrogênios metílicos devido a formação do biodiesel.
Transesterificação com 6% de SiO2-K:
- (^) Formação de biodiesel foi detectado após 6 horas e o
maior teor após 24 horas.
Transesterificação com 20% de SiO2-K:
- (^) Formação de biodiesel foi detectada após 1 hora e a