Pesquisa

Embrapa avança no desenvolvimento de catalisadores heterogêneos


Assessoria Embrapa - 06 abr 2016 - 15:49

A Embrapa Agroenergia está obtendo os primeiros resultados em seus esforços no desenvolvimento de catalisadores heterogêneos para produção de biodiesel. Essa nova geração de catalisadores poderá contribuir para tornar o processo de produção do biocombustível mais limpo e racional.

Os catalisadores são uma classe de substâncias usadas por diversos ramos industriais e que têm o papel de acelerar reações químicas. No caso do biodiesel eles são usados para fazer um álcool – normalmente metanol – se combinar com um óleo ou gordura para dar origem ao biocombustível.

Hoje, as usinas usam principalmente o metilato de sódio que faz parte de um grupo de catalisadores conhecidos como homogêneos. Eles são substâncias em estado líquido e que, por isso, acabam se diluindo dentro do biodiesel o que dificulta sua recuperação e reaproveitado. Ao contrário dos catalizadores heterogêneos que, por serem sólidos, podem ser simplesmente filtrados ao final do processo de fabricação.

Existem ainda outros inconvenientes associados ao uso do catalisador homogêneo. Como não pode ser separado do biodiesel, o produto precisa passar por várias lavagens para que o catalisador seja removido o que gera efluentes que demanda tratamento. Além disso, o produto pode promover a formação indesejada de sabão durante a produção do biodiesel, chamada de saponificação.

A pesquisadora da Embrapa Itânia Soares explica que os catalisadores heterogêneos em teste poderiam ser separados do biodiesel, dispensando tantas lavagens e evitando a geração de grande volume de efluentes, além de poderem ser reaproveitados. Outra vantagem é que eles resolveriam o problema da saponificação.

Desafios

Agora, os pesquisadores buscam obter nos catalisadores heterogêneos eficiência semelhante à dos produtos convencionais homogêneos que conseguem atingir teores de ésteres (biodiesel) superiores a 99%. Ademais, os homogêneos promovem a reação química utilizando temperaturas relativamente baixas (50ºC a 60ºC) e baixa proporção de álcool/óleo. Esse processo ocorre rapidamente, em aproximadamente uma hora, e, dessa forma, as usinas têm menor gasto com energia e reagentes.

Em contrapartida, os catalisadores heterogêneos normalmente exigem altas temperaturas e maior proporção de álcool/óleo, além de proporcionarem rendimentos abaixo do convencional, mesmo depois de muito tempo de reação. Reverter essas características é justamente o que buscam os testes realizados na Embrapa Agroenergia pela pesquisadora Itânia, juntamente com os colegas Emerson Schultz e Anna Letícia Pighinelli.

A equipe já conseguiu resolver dois dos problemas: aumentou o teor de ésteres e reduziu a temperatura do processo. Para isso, os cientistas usaram um composto já disponível comercialmente para outras aplicações, a hidrotalcita. "Nas condições que empregamos, nós conseguimos alcançar teores de ésteres de aproximadamente 100% com o catalisador heterogêneo, e a temperatura aplicada foi relativamente baixa", conta Itânia.

Próximos passos

Com esses resultados, a equipe vislumbra criar, nos próximos anos, uma alternativa viável e capaz de gerar menos efluentes no processo de lavagem de biodiesel, já que, além de baixo custo, a hidrotalcita também é de fácil manuseio. Os resultados positivos foram obtidos em experimentos produzindo biodiesel a partir de óleo de soja e óleo de dendê. Entretanto, a equipe ainda precisa otimizar a razão álcool e óleo, além do tempo de reação. "O que estamos fazendo é um planejamento experimental, pois logo no início nós já alcançamos os resultados esperados com teor de éster, mas isso ainda não é o suficiente. Precisamos trabalhar para aperfeiçoar a reação para que ela ocorra com menor gasto de energia e reagentes", ressalta Itânia.

Por enquanto, os testes seguem em escala de bancada. Avançando nos indicadores positivos, os cientistas devem partir para escalas maiores de produção.

Com adaptação BiodieselBR.com