Catálise Heterogênea e a produção industrial

Nas minhas últimas colunas tenho destacado a possível contribuição da catálise heterogênea, ou seja, o uso de catalisadores sólidos, no processo de produção de biodiesel por transesterificação e esterificação de óleos e gorduras. É reconhecido que a principal vantagem dos processos heterogêneos frente aos alcalinos homogêneos tradicionais é a tolerância destes catalisadores frente 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. Por outro lado, estes catalisadores também são ativos para a esterificação de ácidos graxos, possibilitando a produção de biodiesel a partir de insumos de baixo valor agregado gerados como subproduto de agroindústrias, como as borras ácidas ou básicas oriundas da neutralização de óleos.

No entanto, o uso industrial da catálise heterogênea encontrase ainda num estágio incipiente. De fato, uma rápida busca por tecnologias disponíveis no mercado de plantas industriais para produção de biodiesel evidencia que a maioria das empresas oferece variações da tecnologia tradicional de transesterificação alcalina, sendo uma das exceções o processo oferecido pelo Instituto Francês do Petróleo.

A demora em substituir os catalisadores alcalinos tradicionais pelos heterogêneos se deve a diversos fatores, principalmente à necessidade de alterar completamente a planta industrial. Na produção de biodiesel com catalisador heterogêneo, o reator, diferente dos tanques agitados utilizados normalmente em processos alcalinos tradicionais, é um reator tubular contendo um catalisador sólido na forma de pellets. O catalisador, disposto na forma de um leito fixo, fica retido entre placas perfuradas, por onde fluem os líquidos do processo. Como acontece no processo alcalino, não é possível atingir uma transformação completa da matéria-prima em um único estágio, pois a reação atinge um equilíbrio antes da conversão total. Assim como no processo alcalino, é necessário separar a glicerina e/ou a água e processar o material novamente, seja através da reciclagem no mesmo reator ou utilizando-se reatores em série, sendo necessários no mínimo três ciclos para se obter 99 % de conversão em biodiesel.

É natural o descompasso entre as pesquisas realizadas no mundo inteiro, inclusive no Brasil, que têm demonstrado as inúmeras vantagens dos catalisadores heterogêneos e o uso dos mesmos em escala industrial. Não é fácil se alterar completamente uma tecnologia industrial devido ao custo envolvido nessa operação. Essa dificuldade é ainda maior para uma indústria nova como a do biodiesel, onde os investimentos iniciais ainda estão sendo amortizados e o mercado ainda não está completamente amadurecido. Eu acredito que no curto prazo dificilmente veremos uma substituição da tecnologia usada na indústria brasileira de biodiesel, sendo provavelmente necessários vários anos para vermos uma troca dos processos hoje instalados. No entanto, já se escutam notícias de novos investimentos sendo feitos utilizando a tecnologia francesa de uso de catalisador heterogêneo. Resta saber se a tecnologia heterogênea será realmente mais competitiva do que a alcalina tradicional e se ela conseguirá quebrar o domínio completo que os catalisadores básicos ocupam hoje na produção de biodiesel no Brasil e no mundo.

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.