Efeito da adição de sais alcalinos na eficiência da dolomita na síntese de biodiesel metílico

Abstract

O biodiesel é um biocombustível renovável obtido principalmente pela transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais, destacando-se como alternativa sustentável ao diesel fóssil devido ao seu potencial de reduzir emissões de gases de efeito estufa e diminuir a dependência de combustíveis não renováveis. Embora a catálise alcalina homogênea seja amplamente empregada na produção de biodiesel, essa rota apresenta limitações relacionadas à recuperação do catalisador, elevada geração de efluentes e formação de sabões. Nesse contexto, catalisadores heterogêneos, como a dolomita, têm despertado interesse. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência dos sais NaCl, KCl, CH3CO2Na e CH3CO2K na síntese de biodiesel metílico de óleo de soja catalisada por dolomita calcinada, bem como otimizar as condições reacionais por meio de planejamento fatorial. A dolomita foi calcinada a 850 °C por 2 h e caracterizada por ATR-FTIR, DRX, MEV-EDS e testes de basicidade de Hammett, que confirmaram a decomposição dos carbonatos e a formação de óxidos de cálcio e magnésio. A conversão dos triglicerídeos em ésteres metílicos foi determinada por RMN de 1H. Inicialmente, os aditivos foram avaliados em reações conduzidas a 65 °C, razão molar metanol:óleo 6:1, 1,5% m/m de catalisador e 120 min. A dolomita sem aditivo apresentou conversão de apenas 8,25%, enquanto NaCl, KCl, CH3CO2Na e CH3CO2K elevaram a conversão para 83,49%, 79,03%, 90,51% e 91,00%, respectivamente. O CH3CO2K foi o aditivo escolhido por apresentar a maior elevação na conversão da dolomita e, foi empregado em um planejamento fatorial 24 envolvendo razão molar metanol:óleo, teor de catalisador, teor de aditivo e tempo de reação. O modelo estatístico obtido apresentou regressão significativa (p < 0,001), sem falta de ajuste significativa (p = 0,316). O modelo previu uma conversão de 98,4% em função das concentrações de catalisador e de aditivo, mantendo-se fixos a razão molar metanol:óleo em 6:1 e o tempo de

8 reação em 60 min e utilizando 2,0% m/m de dolomita e 0,6% m/m de CH3CO2K. Os resultados demonstram que a adição de sais alcalinos aumenta a eficiência catalítica da dolomita na síntese de biodiesel, permitindo alcançar elevadas conversões de triglicerídeos em ésteres metílicos, compatíveis com o teor mínimo de ésteres exigido pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) para o biodiesel, sob condições reacionais brandas