Equilíbrio líquido-líquido na produção de biodiesel

Abstract

O aumento do preço dos combustíveis fósseis associado à diminuição das reservas tem desencadeado um crescente interesse em combustíveis alternativos, especialmente os de fontes renováveis devido à sua sustentabilidade, como é o caso do biodiesel. O biodiesel é uma alternativa excelente aos combustíveis convencionais devido não só às suas excelentes propriedades combustíveis mas também pelo facto de ser biodegradável e reduzir a emissão de gases tóxicos para a atmosfera como SO2, CO e hidrocarbonetos. Neste momento, o maior problema do biodiesel está associado ao seu elevado valor comercial devido à sua baixa comercialização e também ao desconhecimento do mercado sobre o produto. Porém, este problema será resolvido num curto espaço de tempo devido às crescentes exigências da legislação de protecção ambientais que tem vindo a ser implementadas. O biodiesel é produzido através da transesterificação de gordura animal ou óleo vegetal. Porém, os reagentes (óleo e etanol/metanol) e os produtos (éster metílico de ácidos gordos e glicerol) são ambos parcialmente solúveis durante o processo da reacção. O conhecimento do equilíbrio de fases dos reagentes e dos produtos é um factor importante na optimização das condições da reacção e da separação final dos produtos. O presente trabalho propõe-se estudar a solubilidade mútua dos sistemas Metil Laurato + Metanol/Etanol + Água, Óleo de Rícino + Metanol/Etanol + Água e Biodiesel + Metanol/Etanol + Água a duas temperaturas constantes, 30 e 50ºC, e os sistemas de FAME + Etanol + Glicerol, Óleo de Rícinio + Etanol + Glicerol e Biodiesel + Etanol + Glicerol a 30ºC e à pressão atmosférica. Para os sistemas ternários anteriores foram testados quatro FAME’s: Metil Laurato, Metil Palmitato, Metil Meristato e Metil Estearato. Para respeitar exigências internacionais e para manter as características funcionais e operacionais do biodiesel e dos produtos de biodiesel, a determinação precisa e exacta de água nos produtos orgânicos é muito importante. Assim, foi analisado o teor de água em vários FAME’s e ácidos gordos pelo método de Karl Fischer. A gama de temperatura da análise experimental foi entre 15 e 50ºC e à pressão atmosférica. Os compostos orgânicos sob o estudo foram: Biodiesel, Metil Laurato, Metil Meristato, Metil Oleato, Metil Palmitato, Metil Estearato, Ácido Capróico, Ácido Octanóico e Ácido Decanóico. O modelo COSMO-RS foi utilizado para prever as solubilidades destes sistemas.

ABSTRACT: The increase of the price of the fuels was associated to a decrease of the reservations has been unchaining a crescent interests in alternative fuels, especially the renewable sources owed his sustainability, as it is the case of the biodiesel. The biodiesel is an excellent alternative to the conventional fuels not only to their excellent combustible properties but also for the fact of being biodegradable and reduce the emission of poisonous gases for the atmosphere such as SO2, CO and hydrocarbons. At this time, the largest problem of the biodiesel is associated to his high commercial value due to his low commercialization and also to the ignorance of the market on the product. However, this problem will be solved in a short space of time due to the growing demands of the legislation of environmental protection that it has been coming to be implemented. The biodiesel is produced from transesterification of animal fat or vegetable oil. However, the reactants (oil and ethanol/methanol) and the products (fatty acid methyl ester and glycerol) are partially mutual soluble in the reaction process. The knowledge of the phase equilibrium of the reactants and of the products are important steps in the optimization of the reaction conditions and the final separation of the products, respectively. The goal of the present work is to study the inter-solubility of Methyl Laurate + Methanol/Ethanol + Water, Ricinius Oil + Methanol/Ethanol + Water and Biodiesel + Methanol/Ethanol + Water systems at two constant temperatures, 30 and 50ºC, and the FAME + Ethanol + Glycerol, Oil (Ricinius Oil) + Ethanol + Glycerol and Biodiesel + Ethanol + Glycerol systems at 30ºC and the atmospheric pressure. For the previous ternary systems four FAME's were tested: Methyl Laurate, Methyl Palmitate, Methyl Myristate and Methyl Stearate. To respect international requirements and for maintaining the functional and operational characteristics of biodiesel and biodiesel products, the precise and accurate determination of water in the organic products is an important issue. Like this, the tenor of water was analyzed in several FAMES and fat acids by Karl Fischer's method. The temperature range of the experimental analysis was between 15 and 50ºC and at atmospheric pressure. The organic compounds under study were: Biodiesel, Methyl Laurate, Methyl Myristate, Methyl Oleate, Methyl Palmitate, Methyl Stearate, Caproic Acid, Octanoic Acid and Decanoic Acid. The model COSMOS-RS was used to predict the solubility of these systems.