Triagem de métodos de purificação de óleos com acidez elevada para produção de biodiesel

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Grabauskas, Daniel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Acidos graxos livres; Adsorcao; Adsorption; Biodiesel; Extracao liquido-liquido; Free fatty acids; Liquid-liquid extraction
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97137/tde-14092016-171925/

O presente estudo teve como objetivo selecionar procedimentos de purificação de óleos vegetais, com enfoque na desacidificação, comparando a eficiência de métodos de refino alternativos (adsorção e extração liquido-liquido) com o convencional (alcalino). Para tanto, foram utilizados óleos com baixo impacto na cadeia alimentícia, como óleo de andíroba e óleo de macaúba, visando contribuir para a ampliação de matérias-primas lipídicas na produção de biodiesel. A triagem do método de purificação mais adequado foi baseada na redução de ácidos graxos livres, na quantidade recuperada de matéria-prima após o refino e na qualidade do biodiesel gerado. Adotando óleos com diferentes teores de ácidos graxos livres, óleo de andíroba (17,7%) e óleo de macaúba (7,9%) a desacidificação por adsorção, empregando diferentes adsorventes foi excluída com base nos baixos valores de desacidificação (<34,1%) e de recuperação em massa de óleo (22,2-43,1%). A acidez mais elevada do óleo de andíroba se mostrou como um fator limitante adicional, portanto, o uso deste óleo foi eliminado para as etapas posteriores de triagem. Em contrapartida, o refino por extração liquido-liquido (ELL) usando etanol como solvente forneceu valores mais elevados de recuperação mássica (>75,9%) e de redução de ácidos graxos livres (>48,8%). Buscou-se por meio da utilização de um método estatístico determinar as condições adequadas de refino por ELL usando etanol hidratado. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial composto de face centrada 22, avaliando simultaneamente a influência da porcentagem mássica de agua no solvente alcoólico (2, 4 e 6%) e da razão mássica solvente/óleo (1:1, 1,5:1, 2:1). De acordo com a análise estatística foi possível estabelecer que a adição de 5,3% de agua no etanol e razão mássica etanol/óleo de 1,79:1 maximizaram a remoção de ácidos graxos livres (64,4%) sem ocasionar elevadas perdas de óleo refinado (93,9%). Adotando as condições otimizadas de ELL, o óleo de macaúba foi refinado em único e duplo estagio. Constatou-se que o teor de ácidos graxos livres em relação ao óleo bruto (7,9%) foi reduzido expressivamente em ambos os casos para valores de 2,9% (refino em único estagio) e de 1,0% (refino em duplo estagio), com a vantagem de não promover oxidação do material lipídico. Entretanto, a recuperação mássica de óleo refinado obtida na ELL em duplo estagio foi menor, da ordem de 78,5%. Para validar a metodologia de purificação, foram realizadas reações de etanólise das amostras de óleo refinado por ELL em único e duplo estagio, óleo bruto e óleo refinado por via alcalina utilizando como catalisador oxido nióbio impregnado com sódio. Enquanto a acidez do óleo bruto inibiu o catalisador, os produtos originados pelas amostras de óleo refinadas por ELL em único e duplo estagio contiveram teores em ésteres etílicos (97,4% e 97,8%, respectivamente) que atenderam as especificações recomendadas pela Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustível para uso como combustível. Esses valores foram similares a conversão alcançada na reação conduzida com o óleo refinado por via alcalina (99,0%), que teve desvantagens como recuperação mássica de 80,1% e aumento do índice de peroxido, indicando que a extração liquido-liquido tem potencial para desenvolvimento e aplicação em processos de refino de óleos vegetais para posterior utilização na síntese de biodiesel.