Avaliação do uso de óleo de soja degomado e etanol supercrítico em processo contínuo não catalítico para a produção de biodiesel

Biodiesel is an alternative fuel that is renewable, non-toxic and biodegradable, has lower contaminants contents and produces a lower amount of pollutants. Nowadays, biodiesel is usually produced from the transesterification of vegetable oils with short chain alcohol using a homogeneous catalyst. However, some non-conventional methods can be an interesting alternative to obtain this fuel, such as to perform the reaction without catalyst under alcohol supercritical conditions. This route has the advantages of promoting a better contact between the reagents leading to good conversions, having an easier purification and the ability of accepting lower quality oils, with higher water and free fatty acids contents. Methanol is the alcohol used in the majority of the studies since it presents a higher reactivity than ethanol and presents lower cost. On the other hand ethanol is more environmental friendly since it is considered a renewable compound and is easily available in the market, especially in Brazil. Therefore, the objective of this study was to investigate the production of biodiesel from degummed soybean oil using ethanol in supercritical conditions. The experiments were conducted in a continuous reactor and the process parameters investigated were temperature (250-340 oC), residence time (11 to 50 min.) and alcohol-to-oil molar ratio (9:1 to 51:1), at pressure of 200 bar. The effect of each parameter, as well as, of the interactions among them in the conversion of fatty acid ethylic esters was evaluated using design of experiments (DOE). The results showed that the reactions of degummed soybean oil with ethanol led to esters yields up to 65% (340 oC, 39 min and alcohol-to-oil molar ratio 30:1). These values are inferior when compared to the ones obtain with refined soybean oil probably due to the presence of several impurities in degummed soy bean oil such as pigments, antioxidants, phospholipid, etc. Despite of this lower yield, the use of degummed soy bean oil can still be a good alternative since this is a lower cost raw material and non-edible.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoMestre em Engenharia QuímicaO biodiesel é um combustível alternativo renovável, não tóxico, biodegradável e que apresenta menores emissões de gases poluentes na atmosfera. Geralmente, o biodiesel é sintetizado a partir da transesterificação de óleos de origem vegetal junto com um álcool de cadeia curta, utilizando um catalisador homogêneo. No entanto, alguns métodos não convencionais podem ser uma alternativa interessante para obter este combustível, tal como a reação não catalítica utilizando um álcool em condições supercríticas. Essa rota promove um melhor contato entre os reagentes, resultando em altas conversões, além de o processo de purificação dos produtos ser mais fácil e permitir a utilização de óleos de baixa qualidade (que possuem maior quantidade de ácidos graxos livres e água). O metanol é o álcool mais utilizado nos trabalhos, uma vez que apresenta uma reatividade mais elevada do que o etanol e possui um custo mais baixo. Entretanto, o etanol é um composto renovável e muito disponível no mercado, especialmente no Brasil. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho foi investigar a síntese de biodiesel a partir de óleo de soja degomado, utilizando etanol em condições supercríticas. Os experimentos foram realizados em um reator em contínuo e os parâmetros do processo foram definidos em: temperatura (250 a 340 °C), tempo de residência (11 a 50 min) e razão molar álcool:óleo (9:1 a 51:1), a uma pressão fixa de 200 bar. O efeito de cada um dos parâmetros, bem como de suas interações no rendimento em ésteres etílicos foram avaliados utilizando planejamento de experimentos. Os resultados mostraram que as reações do óleo de soja degomado com etanol supercrítico obtiveram rendimento em ésteres de até 65% (a 340 oC, 39 min e razão molar álcool:óleo 30:1). Estes valores são inferiores quando comparados àqueles obtidos com o óleo de soja refinado. Este fato muito provavelmente está relacionado às impurezas presentes na composição do óleo de soja degomado, tais como pigmentos, antioxidantes, fosfolípideos etc. Apesar dos valores de rendimento serem mais baixos, o uso de óleo de soja degomado mostra ser uma alternativa promissora como matéria-prima, já que possui um custo inferior e por não ser comestível