A possível contribuição da catálise
heterogênea, ou seja,
o uso de catalisadores sólidos
no processo de biodiesel
por transesterificação de óleos,
tem sido largamente discutida
por técnicos e pesquisadores que
trabalham em biocombustíveis,
sendo inclusive tratada na edição
anterior desta coluna. É reconhecido
que a principal vantagem dos
processos heterogêneos frente aos
alcalinos homogêneos tradicionais
é a tolerância desses catalisadores
à presença de ácidos graxos livres
e água, o que permite a transesterificação
de óleos brutos. Além
disso, não há formação de sabões,
facilitando a separação dos produtos
e melhorando a pureza tanto
do biodiesel quanto da glicerina.
Mas o que se deve fazer no caso de matérias-primas extremamente ácidas, caso de palmeiras como a macaúba, que chegam a apresentar até 60% de ácido graxo livre no seu óleo? Os ácidos graxos podem ser transformados em biodiesel pelo processo de esterificação utilizando catalisadores ácidos, como o ácido sulfúrico e óxidos de metais como alumínio e estanho. No entanto, as condições reacionais são bem diferentes entre os processos de esterificação e transesterificação. Por exemplo, enquanto a transesterificação alcalina tradicional ocorre à temperatura ambiente e a heterogênea um pouco acima (60 a 80°C), a esterificação com ácido sulfúrico somente é verificada em temperaturas acima de 130°C e com óxidos metálicos em condições mais drásticas ainda, usualmente acima de 180°C.
Um dos primeiros processos a serem desenvolvidos para matérias- primas ácidas foi criado pela Colgate-Palmolive nos Estados Unidos. Para produzir ésteres de ácidos graxos (biodiesel) a partir de óleo de peixe, que possui teores de acidez acima de 5%, foi proposto um processo de esterificação com ácido sulfúrico seguido de transesterificação com soda cáustica. Assim, os ácidos graxos eram transformados em ésteres por esterificação, a mistura era purificada para retirar o ácido sulfúrico residual e a água formada no processo, e o óleo contendo já um percentual de biodiesel era submetido à transesterificação.
Mais recentemente a Agropalma, associada à UFRJ, desenvolveu um processo para produzir biodiesel a partir de um resíduo da neutralização do óleo de dendê, constituído de aproximadamente 80% de ácidos graxos e 20% de óleo de dendê. Utilizando um catalisador ácido, os ácidos graxos são transformados em biodiesel em até cinco etapas sucessivas de esterificação e posteriormente separados do óleo residual por destilação, chegando-se a um biocombustível de alta qualidade.
Muitos grupos de pesquisa estão hoje tentando desenvolver um processo para hidroesterificação. Nesse processo, uma matériaprima como a macaúba ou a borra ácida oriunda da neutralização do dendê é inicialmente hidrolisada (reação que ocorre a altas temperaturas do óleo com água na presença de um catalisador), transformando todo o óleo existente em ácidos graxos e glicerina de alta pureza. Dessa forma, após separar a glicerina, obtêm-se ácidos graxos com alta pureza, que podem ser esterificados para formar biodiesel.
Não cabe a menor dúvida de que o futuro do biodiesel passa pelo aproveitamento de materiais residuais e óleos ou gorduras de baixa qualidade, uma vez que está cada vez mais claro que a utilização apenas de insumos com alto grau de pureza dificilmente será viável economicamente para programas de substituição de diesel fóssil em larga escala. Nesse contexto, processos envolvendo esterificação e hidrólise parecem ter um alto potencial para se tornarem processos industriais altamente eficientes e viáveis. No entanto, não parece haver uma única solução. Cada matéria prima irá demandar pesquisa e/ou desenvolvimento, como foi feito de forma exemplar pela parceria da Agropalma com a UFRJ.
Paulo Suarez é professor do Instituto de Química da Universidade de Brasília (IQ-UnB) e vencedor do Prêmio Mercosul de Ciência e Tecnologia em 2005.
Mas o que se deve fazer no caso de matérias-primas extremamente ácidas, caso de palmeiras como a macaúba, que chegam a apresentar até 60% de ácido graxo livre no seu óleo? Os ácidos graxos podem ser transformados em biodiesel pelo processo de esterificação utilizando catalisadores ácidos, como o ácido sulfúrico e óxidos de metais como alumínio e estanho. No entanto, as condições reacionais são bem diferentes entre os processos de esterificação e transesterificação. Por exemplo, enquanto a transesterificação alcalina tradicional ocorre à temperatura ambiente e a heterogênea um pouco acima (60 a 80°C), a esterificação com ácido sulfúrico somente é verificada em temperaturas acima de 130°C e com óxidos metálicos em condições mais drásticas ainda, usualmente acima de 180°C.
Um dos primeiros processos a serem desenvolvidos para matérias- primas ácidas foi criado pela Colgate-Palmolive nos Estados Unidos. Para produzir ésteres de ácidos graxos (biodiesel) a partir de óleo de peixe, que possui teores de acidez acima de 5%, foi proposto um processo de esterificação com ácido sulfúrico seguido de transesterificação com soda cáustica. Assim, os ácidos graxos eram transformados em ésteres por esterificação, a mistura era purificada para retirar o ácido sulfúrico residual e a água formada no processo, e o óleo contendo já um percentual de biodiesel era submetido à transesterificação.
Mais recentemente a Agropalma, associada à UFRJ, desenvolveu um processo para produzir biodiesel a partir de um resíduo da neutralização do óleo de dendê, constituído de aproximadamente 80% de ácidos graxos e 20% de óleo de dendê. Utilizando um catalisador ácido, os ácidos graxos são transformados em biodiesel em até cinco etapas sucessivas de esterificação e posteriormente separados do óleo residual por destilação, chegando-se a um biocombustível de alta qualidade.
Muitos grupos de pesquisa estão hoje tentando desenvolver um processo para hidroesterificação. Nesse processo, uma matériaprima como a macaúba ou a borra ácida oriunda da neutralização do dendê é inicialmente hidrolisada (reação que ocorre a altas temperaturas do óleo com água na presença de um catalisador), transformando todo o óleo existente em ácidos graxos e glicerina de alta pureza. Dessa forma, após separar a glicerina, obtêm-se ácidos graxos com alta pureza, que podem ser esterificados para formar biodiesel.
Não cabe a menor dúvida de que o futuro do biodiesel passa pelo aproveitamento de materiais residuais e óleos ou gorduras de baixa qualidade, uma vez que está cada vez mais claro que a utilização apenas de insumos com alto grau de pureza dificilmente será viável economicamente para programas de substituição de diesel fóssil em larga escala. Nesse contexto, processos envolvendo esterificação e hidrólise parecem ter um alto potencial para se tornarem processos industriais altamente eficientes e viáveis. No entanto, não parece haver uma única solução. Cada matéria prima irá demandar pesquisa e/ou desenvolvimento, como foi feito de forma exemplar pela parceria da Agropalma com a UFRJ.
Paulo Suarez é professor do Instituto de Química da Universidade de Brasília (IQ-UnB) e vencedor do Prêmio Mercosul de Ciência e Tecnologia em 2005.
