Avaliação do efeito de sais alcalinos para o aumento da eficiência catalítica da cal virgem na síntese do biodiesel metílico

Abstract

O biodiesel é uma alternativa renovável ao óleo diesel fóssil e vem sendo progressivamente incorporado à matriz energética. Sua síntese ocorre principalmente pela reação de transesterificação de óleos vegetais, gordura animal ou microalgas, com álcoois de cadeia curta, na presença de catalisadores. Os catalisadores básicos homogêneos, como NaOH e NaOCH3, são amplamente usados, mas alguns inconvenientes têm motivado o estudo de catalisadores heterogêneos, como o CaO. Este trabalho investiga a influência de sais alcalinos na conversão da síntese de biodiesel catalisada por cal virgem. A reação foi realizada a 60 °C, durante 120 minutos, com e sem os aditivos CH3CO2Na, CH3CO2K, NaCl e KCl. Utilizou-se 45,0 g de óleo de soja, 1,6 g de cal virgem (in natura e termicamente tratada), 3,0 mmol de aditivo e razão molar metanol:óleo de 4:1. Um planejamento fatorial 23 com ponto central, empregando CH3CO2Na e cal in natura, avaliou os efeitos do tempo de reação (60 e 180 min), percentual de aditivo (0,17 %m/m e 0,93 %m/m) e percentual de catalisador (1,7 %m/m e 5,3 %m/m). A conversão com a cal in natura foi de 45%, aumentando para 93,7%, 91,3% e 62,0% com os aditivos CH3CO2Na, CH3CO2K e NaCl, respectivamente. A adição de KCl diminuiu a conversão para 17%. O tratamento térmico da cal aumentou a conversão para 72%. Com a cal termicamente tratada e com os aditivos, as conversões foram de 92,4% (CH3CO2Na), 93,5% (CH3CO2K), 93,7% (NaCl) e 90,2% (KCl). Verificou-se, pelas conversões, que o CH3CO2Na e o CH3CO2K possibilitam dispensar o tratamento térmico. As conversões obtidas no planejamento fatorial variaram de 77,59% a 92,95%. Os três efeitos principais e as interações tempo*aditivo e tempo*catalisador foram estatisticamente significativos (α = 0,05). A conversão máxima (92,95%) foi obtida com 5,3 %m/m de catalisador e 0,93 %m/m de aditivo, após 60 minutos de reação, na razão molar metanol:óleo 4:1.