Produ??o de biodiesel a partir de ?leos e gorduras residuais utilizando ?cido sulf?rico imobilizado em s?lica como catalisador e aplica??o do glicerol na produ??o de cetal

• Autor(a) principal: Macedo, Alice Lopes
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFVJM
• Texto Completo: http://acervo.ufvjm.edu.br:8080/jspui/handle/1/290
• topic: S?lica; ?cido sulf?rico; Transesterifica??o; Aditivos

Os catalisadores heterog?neos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa a base de ?cidos de Lewis suportados em diferentes ?xidos inorg?nicos, como por exemplo o ZnCl2/SiO2 e FeSO4/SiO2, tem se mostrado excelentes na esterifica??o de ?cidos graxos livres, por?m ineficazes quando aplicados na transesterifica??o de ?leos vegetais. Este trabalho prop?e o estudo e a s?ntese de um catalisador produzido a partir da substitui??o dos ?cidos de Lewis por ?cido de Bronsted-Lowry, tais como, o ?cido sulf?rico e o ?cido clor?drico. ?leos e gorduras residuais geralmente cont?m um alto ?ndice de ?cidos graxos livres (AGL) e um elevado teor de ?gua em sua constitui??o. Essas subst?ncias dificultam a a??o dos catalisadores b?sicos como NaOH ou KOH que s?o amplamente empregados nestes processos, levando tamb?m a inibi??o de alguns catalisadores a base de ?cidos minerais. A nova mistura catal?tica (H2SO4/SiO2) foi sintetizada a partir de ?cido sulf?rico 10 M imobilizado em s?lica 24 mesh, previamente preparada a partir de areia de constru??o e carbonato de s?dio e caracterizada pelas seguintes t?cnicas anal?ticas: Microscopia Eletr?nica de Varredura, Espectrometria de Dispers?o de Energia, Infravermelho e Termogravimetria. O catalisador foi inicialmente aplicado com ?xito em rea??es de transesterifica??o de ?leos vegetais refinados e de ?leos e gorduras residuais purificados, por?m o grande desafio foi realizar a transesterifica??o de ?leos vegetais de baixa qualidade, os chamados ?leos e gorduras residuais, que al?m de possu?rem em sua constitui??o ?leos vegetais misturados ? gordura animal e ?cidos graxos livres, s?o muitas vezes contaminados por at? 1% de ?gua, em que propor??es acima de 0,5% m/m podem levar a total desativa??o do catalisador. O emprego de s?lica sint?tica 24 mesh na constitui??o do catalisador objetivou aumentar a ?rea de superf?cie, favorecendo o processo de adsor??o de ?gua oriunda da esterifica??o de ?cidos graxos livres e tamb?m a contida nos ?leos e gorduras residuais, evitando uma maior perda da atividade catal?tica por lixivia??o. O rendimento obtido em biodiesel foi acima de 99%, calculado a partir dos dados obtidos por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectr?metro de Massa. O catalisador utilizado no processo foi recuperado por lavagem em ?ter et?lico e ativado em estufa 150? C por 3 horas e utilizado em outros processos reacionais. O glicerol obtido como subproduto da transesterifica??o foi utilizado sem pr?via purifica??o na rea??o de catalisa??o com acetona empregando H2SO4/SiO2, formando o cetal 2,2-dimetil-1,3-dioxolano-4-il metanol em 93% de rendimento, o qual foi determinado por CG/EM. Este produto ? caracterizado por sua grande aplica??o como aditivo para combust?veis pela ind?stria automobil?stica. A mistura catal?tica (H2SO4 10M/SiO2) utilizada possui uma capacidade de carga de 1,91x10-3 mols H+/g, ou aproximadamente 9,4% m/m de H2SO4 no catalisador e equivalente a 0,94% m/m de H2SO4 em rela??o ao ?leo vegetal empregado nos diferentes processos reacionais. Essas propor??es se mostraram bem abaixo das propor??es normalmente empregadas em rea??es de transesterifica??o catalisadas por ?cido sulf?rico, que variam de 4 a 5%. O emprego deste catalisador nos processos de transesterifica??o e de catalisa??o, permitiu a sua recupera??o e reutiliza??o por 2 ciclos, sendo que ap?s o ?ltimo ciclo a s?lica resultante foi acidificada novamente, seca e empregada em novos processos catal?ticos.