Evolução nas tecnologias de produção de biodiesel
As tecnologias de produção de biodiesel têm evoluído muito nestas últimas décadas e, apesar da ascendência que a transesterificação alcalina ainda apresenta em todo o mundo, vários processos de concepção bastante diferenciada já começam a despontar no mercado.
As razões para esta diversificação estão naturalmente associadas às limitações da tecnologia hoje dominante, que exige a utilização de álcoois praticamente anidros e de óleos ou gorduras de baixa acidez. Outros exemplos, de grande relevância para o setor, incluem: a transesterificação em meio ácido, que oferece limitações em relação à cinética da reação e ao alto poder corrosivo do meio; a esterificação de ácidos graxos seguida de transesterificação alcalina dos triacilgliceróis remanescentes, que atua como alternativa para a correção da acidez de matérias-primas de baixo valor agregado, antes do processo tradicional de alcoólise; a hidrólise dos triacilgliceróis seguida de esterificação dos ácidos graxos livres (hidroesterificação), cuja vantagem reside na possibilidade do emprego de qualquer matéria-prima graxa, independentemente de sua acidez; a transesterificação enzimática, baseada no uso de lipases cuja atividade permite promover as duas reações sob condições normais de temperatura e pressão; a transesterificação in situ, cujo fundamento está na realização da alcoólise simultaneamente à extração do óleo vegetal; a transesterificação em condições supercríticas, que pode ser vantajosa por aumentar a velocidade de reação e facilitar a purificação de co-produtos; a transesterificação por destilação reativa, que dispensa o uso de catalisadores por promover a reação em fase gasosa; e as reações assistidas por energia eletromagnética, em que radiações na região das microondas e do ultrassom são empregadas para favorecer a cinética de alcoólise.
Vale ressaltar que estas alternativas não incluem sistemas híbridos e ainda oferecem a possibilidade do emprego de catalisadores heterogêneos, como óxidos mistos, materiais lamelares, complexos de metais de transição, bases orgânicas heterogeneizadas, enzimas imobilizadas e resinas de troca iônica. Sistemas heterogêneos como estes apresentam vantagens interessantes sobre sistemas homogêneos como a não formação de sabões no meio de reação, a redução da geração de efluentes, a ausência de corrosão, a simplificação da purificação de co-produtos e a possível reciclagem catalisador, que muitas vezes pode ser recuperado por simples filtração e regenerado por lavagem com solventes, oxidação ou tratamentos térmicos como a calcinação.
Naturalmente, a maior desvantagem destes sistemas está na eventual desativação e/ou lixiviação da espécie catalítica durante o uso, além da utilização de maiores tempos de reação e razões molares álcool:matéria graxa muitas vezes superiores ao processo convencional. Vantagens adicionais de sistemas heterogêneos ainda incluem a pureza da fase glicerínica obtida após a reação de alcoólise.
Materiais recentemente desenvolvidos em nossos laboratórios têm sido capazes de gerar fases glicerínicas com até 95% de pureza em uma única etapa de reação, com a vantagem adicional de apresentarem alta atividade catalítica em reações de esterificação e transesterificação.
Particularmente, não tenho dúvidas de que catalisadores desta natureza poderão representar uma grande revolução na cadeia de produção do biodiesel em um futuro não muito distante, fato já atestado pelas experiências de importantes líderes do setor como a Axens e a BDI International.
Luiz Pereira Ramos, UFPR. Saiba mais sobre o autor.
e-mail: [email protected]
