PRODUÇÃO DE BIODIESEL

A produção de energia a partir de biomassa envolve uma série de conhecimentos de processos químicos e operações unitárias, que permite a geração de um combustível limpo e a minimização dos impactos ambientais.

Fonte: http://www.meioambiente.ufrn.br/?p=22758

A energia é essencial para o desenvolvimento de diversas atividades em nossa sociedade, dentre elas destaca-se sua utilização como combustível para os meios de transporte. Contudo, a sua principal fonte de energia é proveniente de combustíveis fósseis (petróleo), o que gera implicações ao meio ambiente, como a emissão de gases poluentes. Assim, a produção de energia a partir de biomassa apresenta-se como uma nova fonte para se prover energia de forma consciente, reduzindo os danos ambientais.

A partir da biomassa é possível produzir biocombustíveis, como o biodiesel, que serve como substituto ao diesel do petróleo(RAMOS, L. P. et al. 2011).Sabe-se que o motor do veículo deve ser compatível com o combustível nele alimentado,mas uma curiosidade com relação a utilização de biocombustível e de diesel, é que não foi a utilização dessas energias que impulsionaram o desenvolvimento do motor a diesel. Pelo contrário, foram estudos relacionados a termodinâmica que permitiram a criação desse motor, pois mostraram que este apresenta melhor rendimento na conversão do calor gerado nas reações de combustão (KNOTHEet al. apud RAMOS, L. P. et al. 2011).

Algumas fontes de biomassa ricas em triacilglicerois (compostos constituídos por 3 moléculas de ácidos graxos com o glicerol) utilizadas para a produção de biodiesel são os óleos vegetais, as gorduras animais e óleos residuais de frituras. A produção do biodiesel pode ocorrer por diferentes rotas, onde a principal delas é a transesterificação na presença de catalizadores homogêneos alcalinos (RAMOS, L. P. et al. 2011).

De maneira bastante simplificada, o triacilglicerol proveniente da biomassa reage com o álcool (metanol ou etanol), na presença de um catalisador (alcóxidos metálicos), originando moléculas de éster (biodiesel) e triglicerol, conforme pode ser observado na figura a seguir, onde “R” representa grupamentos alquila que possuem de 18-22 carbonos e “R1” é o grupamento alquila do álcool (RAMOS, L. P. et al. 2011).

Porém, a tecnologia empregada para a produção do biodiesel é muito mais complexa do que a reação já descrita. Há diferentes variáveis de processo que devem ser controladas, para que possa ser gerado o produto desejado visando os melhores índices de seletividade e rendimento para reação.

Algumas variáveis de processo que merecem atenção são:

  • a quantidade de álcool utilizada na reação. A estequiometria mostra uma relação de 1 mol da substância rica em triacilglicerol para 3 mols de álcool. Entretanto, uma alimentação com excesso de álcool provoca o deslocamento do equilíbrio reacional, favorecendo uma maior formação do produto desejável, éster, aumentando assim o rendimento (RAMOS, L. P. et al. 2011).
  • a temperatura e a água presente no meio. Segundo alguns autores, apesar da temperatura favorecer a cinética da reação, ela também favorece a formação de reações concorrentes, como a hidrólise. E, assim, a hidrólise do éster acarreta um menor rendimento reacional(RAMOS, L. P. et al. 2011).
  • Controle do pH do meio. Em meio muito básico os ácidos graxos livres da biomassa podem reagir com a base do meio reacional e formar sabões, que também reduzem o rendimento da reação (RAMOS, L. P. et al. 2011).

Ainda há diversas operações unitárias empregadas em uma planta reacional de biodiesel, como os sistemas particulados representados por equipamentos como filtro, decantador e secador, que realizam processos de separação física; também há a presença de destilador e dois reatores químicos em série, que são essenciais para o processamento da reação de transesterificação, e para a otimização do processo, de forma que a máxima quantidade possível de reagente seja convertida em produto.

O fluxograma abaixo ilustra um processo de produção de biodiesel a partir da extração (por prensagem) de óleo de substâncias oleaginosas, via catálise homogênea em meio alcalino (utilizando etanol, na presença de hidróxido de sódio ou potássio). Finalizada a reação, um dos produtos obtidos junto ao éster é a glicerina bruta, que deve ser separada, podendo ser recuperada para outras finalidades. As operações de decantação, lavagem e secagem são necessárias para a remoção de substâncias indesejadas do meio e para a obtenção, apenas, do produto desejado: biodiesel.(RAMOS, L. P. et al. 2011). Também nota-se uma consciência com relação aos efluentes industriais, já que a água de lavagem é enviada a uma estação de tratamento de efluentes, antes de ser despejada no meio no ambiente.

Como pode ser visto a tecnologia empregada na produção do biodiesel envolve muitos conceitos de engenharia química, como as reações químicas, operações unitárias e o controle de processos. A partir da tecnologia de transesterificação pode-se obter uma nova fonte de energia renovável, capaz de atender a demanda do setor de transportes que possuem motor compatível com esse combustível.

Referências bibliográficas: 

RAMOS, L. P.;SILVA, F.R.; MANGRICH, A. S.; CORDEIRO, C. S. Tecnologias de produção de biodiesel. Revista Virtual de Química. Brasil, v.3, n.5, out. p. 385-405, 2011.

– <http://www.dbm.ufpb.br/DBM_bioquimica_monitoria.htm>.

– IMAGEM: Ciclo de vida do biocombustível. Disponível em: <http://www.meioambiente.ufrn.br/?p=22758>.Acesso em: 01/04/2017.

Juliana Pereira Targueta

Assessora do setor Acadêmico da BetaEQ e mestranda da UFRJ.

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