Utilização de resíduos do sector avícola para a produção de biodiesel

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Numa primeira fase deste trabalho fez-se um levantamento da disponibilidade, em Portugal, de matéria-prima do sector avícola passível de ser utilizada como fonte de glicéridos para produção de biodiesel. Foram recolhidas algumas amostras de gordura animal sob a forma de farinhas e de gordura, obtidas após extracção de subprodutos de categoria 3, originados a partir de partes de animais abatidos. A gordura extraída das farinhas foi analisada nalguns parâmetros que influenciam a reacção de transesterificação, nomeadamente parâmetros químicos, como índice de acidez e índice de saponificação. Esta caracterização foi igualmente realizada na amostra de gordura extraída directamente dos subprodutos. Após caracterização da matéria-prima, e dado esta apresentar um elevado teor de ácidos gordos livres (> 12mg KOH/g), utilizou-se a metodologia do desenho composto central para determinação das condições reaccionais óptimas do processo de catálise ácida, de modo a se obter uma gordura com um índice de acidez inferior a 2 mgKOH/g, valor que permite o passo subsequente de catálise básica para conversão dos triglicéridos em ésteres metílicos de ácidos gordos (biodiesel). As condições óptimas obtidas para a esterificação dos ácidos gordos livres foram: temperatura de 53 ºC, razão molar metanol: ácidos gordos livres de 40:1, tempo de reacção de 94 min e quantidade de catalisador (ácido sulfúrico) de 19,4 %(em relação aos ácidos gordos livres). Nestas condições obteve-se uma redução de índice de acidez da gordura animal de 13,81 mgKOH/g para 0,62 mgKOH/g. Seguiu-se a catálise básica da gordura animal pré-tratada, reacção que ocorreu a uma temperatura 53 ºC, uma razão molar metanol: gordura de 6:1, um tempo de reacção de 4 h e uma quantidade de catalisador (hidróxido de sódio) de 1 % (m/m gordura). O biocombustível obtido foi caracterizado em alguns parâmetros mais relevantes, constantes da norma EN 14214, tendo-se verificado que os associados ao processo de produção satisfaziam as especificações da norma (ex: teor de ésteres metílicos de 96,6 %) enquanto os mais relacionados com o processo final de purificação apresentavam problemas (ex: teor de água de 1060 ppm, teor de metanol de 0,26 %), mostrando ser necessário um passo adicional de evaporação / secagem. Outro parâmetro com relevância foi a temperatura limite de filtrabilidade. O valor obtido para o biodiesel de gordura animal (> -2 ºC) é indicativo de que haveria certamente problemas na sua utilização em motores. Eventualmente poderia ser utilizado no período de Abril a meados de Outubro, mas nos restantes períodos do ano não seria de todo adequada a sua utilização. De modo a melhorar as propriedades de frio realizaram-se algumas misturas de biodiesel de gordura animal com biodiesel de óleos vegetais, que permitiram obte