Utilização de co-solventes na produção de biodiesel a partir de óleo residual e etanol por catálise enzimática

摘要

A constante e sistemática subida de preço dos combustíveis fósseis e as contínuaspreocupações com o meio ambiente determinaram a procura de soluções ambientalmentesustentáveis. O biodiesel surge, então, como uma alternativa para essa problemática, bemcomo uma solução para resíduos líquidos e gordurosos produzidos pelo ser humano.A produção de biodiesel tem sido alvo de extensa atenção nos últimos anos, pois trata-sede um combustível biodegradável e não poluente. A produção de biodiesel pelo processode transesterificação usando álcoois de cadeia curta e catalisadores químicos,nomeadamente alcalinos, tem sido aceite industrialmente devido à sua elevada conversão.Recentemente, a transesterificação enzimática tem ganho adeptos. No entanto, o custo daenzima permanece uma barreira para a sua aplicação em grande escala.O presente trabalho visa a produção de biodiesel por transesterificação enzimática a partirde óleo residual de origem vegetal. O álcool usado foi o etanol, em substituição do metanolusado convencionalmente na catálise homogénea, pois a atividade da enzima é inibida pelapresença deste último. As maiores dificuldades apresentadas na etanólise residem naseparação das fases (Glicerol e Biodiesel) após a reação bem como na menor velocidadede reação. Para ajudar a colmatar esta desvantagem foi estudada a influência de dois cosolventes:o hexano e o hexanol, na proporção de 20% (v/v).Após a escolha do co-solvente que permite obter melhor rendimento (o hexano), foielaborado um planeamento fatorial no qual se estudou a influência de três variáveis naprodução de biodiesel por catálise enzimática com etanol e co-solventes: a razão molaróleo/álcool (1:8, 1:6 e 1:4), a quantidade de co-solvente adicionado (30, 20 e 10%, v/v) e otempo de reação (48, 36 e 24h).A avaliação do processo foi inicialmente seguida pelo rendimento da reação, a fim deidentificar as melhores condições, sendo substituída posteriormente pela quantificação doteor de ésteres por cromatografia em fase gasosa. O biodiesel com teor de ésteres maiselevado foi produzido nas condições correspondentes a uma razão molar óleo:álcool de 1:4,com 5g de Lipozyme TL IM como catalisador, 10% co-solvente (hexano, v/v), à temperaturade 35 ºC durante 24h. O rendimento do biodiesel produzido sob estas condições foi de73,3%, traduzido em 64,7% de teor de ésteres etílicos. Contudo o rendimento mais elevadoque se obteve foi de 99,7%, para uma razão óleo/álcool de 1:8, 30% de co-solvente(hexano, v/v), reação durante 48h a 35 ºC, obtendo-se apenas 46,1% de ésteres.Por fim, a qualidade do biodiesel foi ainda avaliada, de acordo com as especificações danorma EN 14214, através das determinações de densidade, viscosidade, ponto deinflamação, teor de água, corrosão ao cobre, índice de acidez, índice de iodo, teor de sódio(Na+) e potássio (K+), CFPP e poder calorífico. Na Europa, os ésteres etílicos não têm, neste momento, norma que os regule quanto àclassificação da qualidade de biodiesel. Contudo, o biodiesel produzido foi analisado deacordo com a norma europeia EN14214, norma esta que regula a qualidade dos ésteresmetílicos, sendo possível concluir que nenhum dos parâmetros avaliados se encontra emconformidade com a mesma.