Relatório Biodiesel
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ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO
Relatório Prático Biocombustíveis: produção de um biocombustível a partir de um óleo alimentar usado.
Executado por: 7639 Ana Rita Sousa 7627 Cândida Ferreira 7611 Tânia Sousa Orientado por: Dra. Preciosa Pires
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
Í NDICE NDICE 1.
Resumo ......................................................... ................................................................. .................. 3
2.
Introdução .......................................................................................................... ............................. 3
3.
Materiais ......................................................................................................................................... 5
4.
Reagentes ..................................................... ................................................................. .................. 5
5.
Procedimento experimental............................................................................................................ 5
6.
Resultados .......................................................................................................... ............................. 6 Óleo Alimentar: .................................................................................................................................... 6 Biodiesel: .............................................................................................................................................. 6 Glicerol: ................................................................................................................................................ 7 Metanol: ....................................................................................................... ........................................ 7 Custos de produção de 1dm 3 de biodiesel: ........................................................................ .................. 7
7.
Discussão dos resultados/Conclusão ............................................................ ........................................ 8 8.
Referências .................................................................................................................... .................. 8
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
1. RESUMO Na unidade curricular de Química dos Combustíveis e Processos de Combustão realizamos um trabalho prático que tem como principal objectivo a produção de um biocombustível a partir de um óleo alimentar usado, neste caso o nosso biocombustível é o biodiesel. Através do óleo vegetal (matéria prima) produzimos biodiesel e glicerol (subproduto) por meio de um processo de transesterificação. O processo de transesterificação inicia-se quando ao óleo vegetal juntamos um álcool simples, o metanol (CH3OH), e um catalisador que pode ser ácido, básico ou enzimático, o hidróxido de potássio (KOH), que vai aumentar a velocidade de reacção. De seguida recorremos a uma decantação para remover o glicerol do óleo. Assim, o óleo resultante é menos viscoso que o inicial. Por fim fazemos a lavagem do biodiesel com água (uma vez que a água e o biodiesel não se misturam) para retirar o KHO que é corrosível.
2. INTRODUÇÃO O biodiesel é um combustível obtido a partir de matérias-primas vegetais ou animais. As matérias-primas vegetais são derivadas de óleos vegetais tais como soja, colza, palma, girassol e amendoim, entre outros, e as de origem animal são obtidas do sebo bovino, suíno e de aves. Inclui-se entre as alternativas de matérias-primas os óleos utilizados em fritos. Esse combustível é utilizado para substituição do óleo diesel nos motores dos transportes rodoviários e nos motores utilizados para a geração de energia eléctrica. O biodiesel compõe, junto com o etanol, uma importante oferta para o segmento de combustíveis. Ambos são denominados de biocombustíveis por serem derivados de biomassa (matéria orgânica de origem vegetal ou animal que pode ser utilizada para a produção de energia), menos poluentes e renováveis. A definição para biodiesel adoptada na Lei nº 11.097, de 13 de Setembro de 2005, que introduziu o biodiesel na matriz energética é: ”Biodiesel: biocombustível deriva derivado do de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil.” (NR)
As fontes renováveis de energia assumem importante presença no mundo contemporâneo pelas seguintes razões: 1) os cenários futuros apontam para o possível fim das reservas de petróleo; 2) a concentração de petróleo explorado actualmente está em áreas geográficas de conflito, o que complica no preço e na regularidade de fornecimento do
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
de novas fontes de energia com possibilidade de renovação e que assegurem o desenvolvimento sustentável. Existem duas tecnologias que podem ser aplicadas para a obtenção de biodiesel a partir de óleos vegetais e sebo animal: a tecnologia de transesterificação e a tecnologia de craqueamento. A tecnologia para a produção de biodiesel predominante no mundo é a rota tecnológica de transesterificação metílica, nas quais óleos vegetais ou sebo animal são misturados com metanol que, associado a um catalisador produz biodiesel.
FIGURA 1 -
PASSOS QUE OCORREM NA REACÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO UTILIZANDO UM ÁLCOOL (METANOL) E UMA BASE (KOH).
"A transesterificação é o processo de separação do glicerol do óleo vegetal. Cerca de 20% de uma molécula de óleo vegetal é formada por glicerina. A molécula de óleo vegetal é formada por três ésteres ligados a uma molécula de glicerina, o que faz dele um triglicerídeo. A glicerina torna o óleo mais denso e viscoso. Durante o processo de transesterificação, a glicerina é removida do óleo vegetal, deixando o óleo mais fino e reduzindo sua viscosidade." A rota tecnológica alternativa à transesterificação é a de craqueamento do óleo vegetal ou animal.
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
3. MATERIAIS
Gobelés de plástico de 0,250L;
Gobelé de vidro de 2000 ml;
Varetas de vidro;
1 Vidro de relógio;
1 Pipeta;
1 Balão de decantação;
Termómetro graduado;
Agitador magnético;
1 Viscosímetro capilar;
1 Suporte universal;
1 Balança digital;
1 Placa térmica;
1 Pano ou filtro;
1 Agitador eléctrico;
Bata;
Luvas.
4. REAGENTES
1000,07g óleo 200ml metanol 5,08g KOH
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.
Medir 1000ml de óleo usado num gobelé de vidro de 2000ml;
2.
Num recipiente de plástico, adicionar o hidróxido de potássio ao metanol, para produzir o metóxido de potássio. Dissolver durante cerca de 10 minutos;
3.
Adicionar a mistura anterior ao óleo e aquecer a 55oC. Agitar a mistura usando um agitador
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
7.
Realizar uma decantação para remover o glicerol e resíduos de KOH (fase inferior) do biodiesel e metanol (fase superior);
8.
Destilar o metanol do biodiesel, antes de fazer a lavagem do biodiesel com água.
Determinar a viscosidade do biodiesel
1. Colocar uma quantidade de biodiesel no viscosímetro; o
2. Ajustar a temperatura do banho termostático para 40 C; 3. Viscosímetro de 1 bolbo: usando a seringa, puxar o fluído até encher o bolbo e passar ligeiramente o traço superior; 4. Certificar a verticalidade do viscosímetro; 5. Logo que o menisco do fluído atravesse o 1º traço do bolbo accionar o cronómetro; 6.
Após passar o 2º traço parar o cronómetro. Registar o valor do tempo.
6. RESULTADOS Massa do biodiesel obtida = 1007,12g Massa do glicerol obtida = 11,04g Volume do metanol usado = 200ml
ÓLEO ALIMENTAR :
BIODIESEL :
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
GLICEROL :
METANOL :
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Química dos Combustíveis e Processos de Combustão - Relatório prático nº1
Obviamente, o preço de venda ao público não seria este pois não estão incluídos na produção os gastos na mão-de-obra e no transporte do combustível.
7. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS/CONCLUSÃO Com a realização deste trabalho ficámos a conhecer melhor um tipo de energia renovável – o biodiesel. No fim deste trabalho cheguei à conclusão que o biodiesel é uma alternativa ecológica aos combustíveis fósseis, no que concerne a combustíveis para o sector dos transportes. De facto, o biodiesel apresenta-se como uma solução não só para a dependência dos combustíveis fósseis, mas também para o problema dos óleos usados. No entanto, na nossa opinião, o biodiesel deve der visto como uma tecnologia intermédia, e não como o combustível do futuro, pois ainda não é uma tecnologia ecologicamente satisfatória. Além disso, se a procura de biodiesel disparasse, correríamos o risco de por em perigo vários ecossistemas e, assim, piorar a crise ambiental actual. Nesta experiência foi-nos possível obter biodiesel a partir de óleo alimentar usado, contudo não foi realizada a recuperação do metanol, a lavagem do biodiesel nem foi possível apurar as propriedades físico-químicas do composto devido à falta de equipamento tecnológico adequado. Não foi feita a medição da viscosidade do biodiesel, mas é de referir que o valor tabelado para a viscosidade é de a . Nos cálculos apresentados anteriormente, a massa obtida experimentalmente do glicerol dá muito inferior à massa teórica. O rendimento relativo à produção de biodiesel foi de 90 %, porém, a massa de biodiesel pesada inclui o metanol, visto que não foi realizada a destilação.
8. REFERÊNCIAS [1] Norma Europeia 14214; [2] Nas B, Berktay A. Energy potential of biodiesel generated from waste cooking oil: an
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