Estudo da produção de biodiesel via catálise enzimática

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, M. S. R.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; Óleo de soja; Transesterificação; Energias renováveis
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/59

Entre as fontes de energia alternativas ao diesel de petróleo, destaca-se o biodiesel. Atualmente, é produzido a partir de um catalisador homogêneo básico, o que pode gerar problemas ambientais, como o gasto excessivo de água na purificação dos produtos. A fim de propor uma rota mais limpa, o presente trabalho investigou a produção de biodiesel via catálise enzimática, tendo o óleo de soja e o metanol como reagentes e a enzima imobilizada Novozyme 435® como catalisador. Para tal, foram avaliados o uso de cossolventes (neste caso, o tercbutanol e o hexano), a adição de água, a razão molar de metanol/óleo, a quantidade de catalisador na reação, a conversão ao longo do tempo, bem como o equilíbrio de fases a partir do programa ASPEN Plus®. Dentre os resultados, viu-se que, do lado dos ossolventes, a uma razão volumétrica de 8:1 de óleo/terc-butanol, a conversão atingiu 76%, enquanto que com razão volumétrica de 1:4 de óleo/hexano, a conversão máxima foi de 43%. Sobre a adição de água, verificou-se que, quanto maior a quantidade desta, menor foi a conversão em biodiesel, não favorecendo a reação. Do mesmo modo, observou-se que um excesso de metanol também não facilitou o processo, uma vez que, com razão molar de 3:1 metanol/óleo, a conversão foi de 66%, sendo 10% menor que quando utilizada razão molar de 4:1. Em seguida, averiguou-se que a quantidade de enzima necessária foi de 2% em massa de enzima em relação à de óleo, convertendo 77%, visto que, com valores maiores, a conversão manteve-se a mesma. Já o experimento de conversão no tempo mostrou que foram necessárias 44 horas para uma conversão de 78,6%, entretanto, uma análise econômica poderia determinar o melhor tempo de reação. Por último, a simulação do equilíbrio de fases mostrou que, quanto mais hexano no sistema, maior a concentração de metanol na fase que contém óleo, diminuindo a conversão pelo efeito inibidor que o álcool tem na enzima. Já com o terc-butanol, deu-se que, quanto menor a quantidade de cossolvente, maior a concentração de metanol na fase que contém óleo. Apesar do sistema permanecer em duas fases nas condições testadas, a concentração de metanol na faixa que contém óleo é alta o suficiente para se obter boas conversões e baixa o bastante para não desnaturar a enzima. A proposta do processo enzimático, comparado ao alcalino, é vantajoso na separação e purificação dos produtos, não necessita de água de lavagem e nem faz uso de ácido para neutralização, mostrando-se uma rota mais limpa. Além disso, o ciclo de separação tem menor gasto energético, com economia de 233% de água de resfriamento e de 34,4% de energia.