Modelagem cinética, simulação e otimização da produção de biodiesel em escala piloto usando etanol proveniente de manipueira

Abstract

Diversos trabalhos são desenvolvidos visando estruturar as fontes alternativas de energia renovável como os biocombustíveis. Existem diversas oleaginosas adaptadas ao clima da região nordeste, tais como o algodão, a oiticica, o licuri e pinhão manso, cujo potencial depende de mais pesquisas para aumentar a eficiência na produção de biodiesel. Por outro lado, o reagente alcoólico utilizado na reação é fator determinante para viabilidade da produção sendo o metanol amplamente utilizado pelas indústrias, mas existe alternativa promissora a ser empregada a exemplo do etanol proveniente da manipueira, uma água residuária da produção de farinha de mandioca com elevada carga poluente e tóxica. Este trabalho teve como objetivo a modelagem cinética, simulação e otimização operacional da produção de biodiesel, em planta piloto, usando óleo vegetal de algodão e álcool de manipueira. O biodiesel foi produzido na usina de Caetés-PE, gerenciada pelo Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste, onde o etanol passou por um processo de purificação que contou com destilação até mistura azeotrópica e desidratação com uso do glicerol, subproduto do biodiesel, como absorvente, a fim de se obter álcool anidro. A transesterificação do óleo de algodão com o etanol de manipueira foi estudada em diferentes condições, variando-se parâmetros como a temperatura, razão molar etanol/óleo e quantidade de catalisador etóxido de potássio e o desempenho da reação foi analisada por cromatografia gasosa, pela conversão em éster, e os melhores resultados foram obtidos para a quantidade de catalisador de 1%, na razão etanol/óleo (7,5/1) e temperatura de 40 °C. Uma modelagem cinética da transesterificação do óleo de algodão pela rota etílica com álcool de manipueira foi elaborada, com energia de ativação de 23,42 kJ/mol e ordem da reação de 1,5. A caracterização do biodiesel mostrou resultados satisfatórios com teores de éster acima de 98%, mostrando-se ter qualidade exigida pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis.