Aproveitamento e valorização de resíduos provenientes da produção de Biodiesel

Com o desenvolvimento económico das últimas décadas, a gestão de recursos energéticos é um desafio que a sociedade moderna enfrenta. Assim, actualmente há a necessidade da procura de novas fontes de energia, fontes de energia renováveis. Sendo o biodiesel uma fonte de energia renovável, a sua crescente produção irá trazer um aumento da produção de resíduos, como o glicerol e ácidos gordos. É pois importante reduzir/valorizar estes resíduos de forma a impedir a sua acumulação ao longo do tempo. A valorização destes resíduos é o objectivo principal deste trabalho. A primeira parte consistiu na esterificação de ácidos gordos livres com glicerol, na presença de um catalisador ácido, para a produção de monoglicerídeos. Foram utilizados diferentes tipos de matérias-primas: glicerol (76,3%) e resíduo de ácidos gordos (20,8%), fornecidos pela empresa SOCIPOLE SA, glicerol puro (92,2%) e ácido oleico puro (93,1%). Os catalisadores usados foram o cloreto de zinco comercial e o ácido p-tolueonossulfónico comercial. Não foram efectuadas análises específicas aos monoglicerídeos, o produto foi caracterizado pelo índice de acidez. Aparentemente, a maior conversão de ácidos gordos foi obtida no ensaio de esterificação de ácidos gordos com glicerol, ambos da SOCIPOLE SA. No entanto, este não serviu como termo de comparação com os outros devido à formação de uma fase sólida (polímero). Relativamente aos outros ensaios, com razão molar glicerol/ácidos gordos de 1:3, o melhor resultado foi obtido na reacção de glicerol da SOCIPOLE SA com ácido oleico puro, na presença do catalisador ácido p-toluenossulfónico, à temperatura de 106,3ºC e tempo de reacção de 4h30min, sendo a conversão final de ácido oleico 80,7%. Na segunda parte foi feito o estudo da esterificação de ácidos gordos livres com metanol, na presença de ácido sulfúrico, para a produção de biodiesel utilizando ácidos gordos fornecidos pela empresa SOCIPOLE SA, ácidos gordos derivados dos sabões de um resíduo de glicerol fornecido pelo Laboratório de Tecnologia Química, Professora Doutora Lídia Vasconcelos do ISEP e ácidos gordos derivados dos sabões do glicerol bruto, fornecido pela empresa SOCIPOLE SA. Os ensaios foram efectuados a 65ºC, com uma agitação de 120rpm e uma razão molar ácidos gordos/metanol de 1:3. Verificou-se que o índice de acidez do produto, depois de lavado e seco, diminuía com o tempo de reacção e na generalidade a percentagem de ésteres aumentava, observando-se que a partir das seis horas, a reacção se tornava muito lenta. O estudo da razão ácidos gordos/metanol, não permitiu tirar conclusões. O melhor resultado obtido correspondeu a um produto com 96,2% de ésteres metílicos e 8,54mgKOH/gamostra de índice de acidez, pelo que não pode ainda ser designado de biodiesel.

With the economic development of recent decades, the management of energy resources is a challenge that modern society faces. So, nowadays there is the necessity of searching new sources of energy, renewable energy sources. Biodiesel is a renewable energy source, its increased production will bring an increase production of waste, such as glycerol and fatty acids. It is therefore important to reduce / recover these wastes to prevent their accumulation over time. The recovery of this waste is the main aim of this work. The first part consisted of esterification of free fatty acids with glycerol in the presence of an acid catalyst for the production of monoglycerides. Were used different types of materials: glycerol (76.3%) and residual fatty acids (20.8%), supplied by the company SOCIPOLE SA, pure glycerol (92.2%) and pure oleic acid (93.1 %). The catalysts used were commercial zinc chloride and p-toluenesulfonic acid commercial. No specific tests were made to the monoglycerides, the product was characterized by acid value. Apparently, the highest conversion of fatty acids was obtained in the trial of esterification of fatty acids with glycerol, both of SOCIPOLE SA. However, it has not served as a comparison with the other tests because the formation of a solid phase (polymer). For the others tests, the molar ratio glycerol/fatty acids to 1:3, the best result was obtained in the reaction of glycerol with oleic acid SOCIPOLE SA pure, in the presence of p-toluenesulfonic acid at a temperature of 106,3° C and reaction time of 4h30min, and the final conversion of oleic acid 80,7%. In the second part was done the study of the esterification of free fatty acids with methanol in the presence of sulfuric acid to produce biodiesel using fatty acids provided by the company SOCIPOLE SA, fatty acid soaps derived from a residue of glycerol provided by the Laboratory Chemical Technology, Professor Lydia Vasconcelos ISEP fatty acids and soaps derived from crude glycerol, supplied by the company SOCIPOLE SA. The tests were conducted at 65 ° C with an agitation of 120rpm and a molar ratio fatty acid:methanol 1:3. It was found that the acid index of the product, after being washed and dried, decreased with reaction time and generally increased the percentage of esters, noting that as of six hours, the reaction became very slow. The study of the ratio fatty acid/methanol, failed to draw conclusions. The best result corresponded to a product with 96.15% of methyl esters and acid value of 8.54, so that can not even be called biodiesel.