Química: Sabões e Acidez no biodiesel
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Sabões e insaponificáveis
Existem subprodutos na fabricação de biodiesel, como em toda reação química. Alguns não são totalmente indesejáveis, como é o caso da glicerina, que pode render dinheiro para o produtor e ajudar na composição da renda da usina. O índice de saponificáveis de uma matéria-prima ajuda a entender justamente quanto da reação vai desandar para a produção de sabões, dos quais a glicerina é o mais importante.
Para que o biodiesel seja considerado de boa qualidade é importante que no fim do processo ele esteja livre de sabões. A presença desse produto no combustível tem várias conseqüências no motor, especialmente para os bicos injetores. “Quanto maior o índice de saponificação, maior a quantidade de catalisador que você vai precisar”, explica Nicole Hoff, da PUC-PR. E a quantidade de catalisador influencia também no custo final do óleo. Portanto, o melhor é pegar desde o começo um produto que não necessite de muito catalisador. “Até porque isso exige uma lavagem maior do produto final”, diz.
Outro problema são os subprodutos que não são sabões – e aí o índice de medida a ser usado é o de insaponificáveis. “Os insaponificáveis representam tudo o que não é triacilglicerídeo, ou seja, tudo o que não é óleo e, sendo assim, não pode ser transformado em biodiesel”, explica Domingos, da Biobrax. Segundo ele, geralmente para as empresas que produzem seu próprio óleo, isso raramente representa um problema. “No entanto, para os que adquirem óleo de terceiros e têm problemas com isso, o conselho é que este parâmetro seja especificado no ato da compra”, opina.
“Alto índice de insaponificáveis sugere um baixo teor de ésteres no produto final, o que descaracteriza o biodiesel e com certeza provocará danos aos motores de combustão interna produzindo depósitos em forma de ceras, carotenóides, colesterol (no caso de sebo) e outras moléculas de tamanho maior”, diz Frederico Silva, consultor na área de biodiesel responsável pelo projeto da Comanche Clean Energy, na Bahia. “Esses compostos tendem a ter um ponto de ebulição muito maior que o biodiesel e também formam substâncias abrasivas”, afirma.
Segundo Pedroso, da SPBio, óleos que têm índice de insaponificáveis na faixa de 1% a 1,5% atendem facilmente as especificações vigentes. Quando o valor é mais alto, é possível usar processos para diminuir o índice. Um desses processos é a “winterificação”, um resfriamento proposital destinado a fazer precipitar o material a ser removido. Mas, novamente, isso encarece o processo. O girassol e a soja estão entre as matérias-primas com maior índice de insaponificáveis.
Acidez e umidade
Os especialistas afirmam também que o tipo de característica que deve ser levada em conta depende ainda do tipo de processo que será usado para obter o biodiesel. Na rota de transesterificação alcalina, tecnologia que hoje é de longe a mais usada entre as empresas produtoras de biodiesel no Brasil, o teor de água do álcool e o índice de acidez do óleo ou da gordura são considerados fundamentais. Altos teores de acidez ou de água podem dificultar ou mesmo inviabilizar o processo. “São desejáveis as matérias-primas com baixo índice de acidez, ou seja, pouco ácido graxo livre e umidade tendendo a zero, sendo essa característica a mais crítica para a reação de obtenção dos ésteres”, diz o consultor Frederico Silva.
“Do ponto de vista industrial”, diz Domingos, da Biobrax, “essas características dependem muito da rota tecnológica e do tipo de processo empregado. Por exemplo, para produção de biodiesel via catálise homogênea em meio alcalino (transesterificação), é conhecido que a acidez do óleo em níveis maiores que 1% são prejudiciais ao processo e, portanto, indesejáveis”. Por outro lado, lembra ele, há tecnologias para produção de biodiesel via catálise heterogênea já disponíveis no mercado em que quanto maior a acidez, melhor.
Por fim, para que o produtor pense de maneira prática, é preciso lembrar que na análise de viabilidade também cabe uma máxima do mercado imobiliário: localização. Uma usina instalada em Santa Catarina não pode depender de uma matéria-prima produzida na Bahia, sob o risco de gastar mais com diesel do que com óleo vegetal na hora de produzir biodiesel. Nesse quesito, o óleo de soja continua imbatível. “É por isso que a soja ainda é tão utilizada”, diz Nicole.
Existem subprodutos na fabricação de biodiesel, como em toda reação química. Alguns não são totalmente indesejáveis, como é o caso da glicerina, que pode render dinheiro para o produtor e ajudar na composição da renda da usina. O índice de saponificáveis de uma matéria-prima ajuda a entender justamente quanto da reação vai desandar para a produção de sabões, dos quais a glicerina é o mais importante.
Para que o biodiesel seja considerado de boa qualidade é importante que no fim do processo ele esteja livre de sabões. A presença desse produto no combustível tem várias conseqüências no motor, especialmente para os bicos injetores. “Quanto maior o índice de saponificação, maior a quantidade de catalisador que você vai precisar”, explica Nicole Hoff, da PUC-PR. E a quantidade de catalisador influencia também no custo final do óleo. Portanto, o melhor é pegar desde o começo um produto que não necessite de muito catalisador. “Até porque isso exige uma lavagem maior do produto final”, diz.
Outro problema são os subprodutos que não são sabões – e aí o índice de medida a ser usado é o de insaponificáveis. “Os insaponificáveis representam tudo o que não é triacilglicerídeo, ou seja, tudo o que não é óleo e, sendo assim, não pode ser transformado em biodiesel”, explica Domingos, da Biobrax. Segundo ele, geralmente para as empresas que produzem seu próprio óleo, isso raramente representa um problema. “No entanto, para os que adquirem óleo de terceiros e têm problemas com isso, o conselho é que este parâmetro seja especificado no ato da compra”, opina.
“Alto índice de insaponificáveis sugere um baixo teor de ésteres no produto final, o que descaracteriza o biodiesel e com certeza provocará danos aos motores de combustão interna produzindo depósitos em forma de ceras, carotenóides, colesterol (no caso de sebo) e outras moléculas de tamanho maior”, diz Frederico Silva, consultor na área de biodiesel responsável pelo projeto da Comanche Clean Energy, na Bahia. “Esses compostos tendem a ter um ponto de ebulição muito maior que o biodiesel e também formam substâncias abrasivas”, afirma.
Segundo Pedroso, da SPBio, óleos que têm índice de insaponificáveis na faixa de 1% a 1,5% atendem facilmente as especificações vigentes. Quando o valor é mais alto, é possível usar processos para diminuir o índice. Um desses processos é a “winterificação”, um resfriamento proposital destinado a fazer precipitar o material a ser removido. Mas, novamente, isso encarece o processo. O girassol e a soja estão entre as matérias-primas com maior índice de insaponificáveis.
Acidez e umidade
Os especialistas afirmam também que o tipo de característica que deve ser levada em conta depende ainda do tipo de processo que será usado para obter o biodiesel. Na rota de transesterificação alcalina, tecnologia que hoje é de longe a mais usada entre as empresas produtoras de biodiesel no Brasil, o teor de água do álcool e o índice de acidez do óleo ou da gordura são considerados fundamentais. Altos teores de acidez ou de água podem dificultar ou mesmo inviabilizar o processo. “São desejáveis as matérias-primas com baixo índice de acidez, ou seja, pouco ácido graxo livre e umidade tendendo a zero, sendo essa característica a mais crítica para a reação de obtenção dos ésteres”, diz o consultor Frederico Silva.
“Do ponto de vista industrial”, diz Domingos, da Biobrax, “essas características dependem muito da rota tecnológica e do tipo de processo empregado. Por exemplo, para produção de biodiesel via catálise homogênea em meio alcalino (transesterificação), é conhecido que a acidez do óleo em níveis maiores que 1% são prejudiciais ao processo e, portanto, indesejáveis”. Por outro lado, lembra ele, há tecnologias para produção de biodiesel via catálise heterogênea já disponíveis no mercado em que quanto maior a acidez, melhor.
Por fim, para que o produtor pense de maneira prática, é preciso lembrar que na análise de viabilidade também cabe uma máxima do mercado imobiliário: localização. Uma usina instalada em Santa Catarina não pode depender de uma matéria-prima produzida na Bahia, sob o risco de gastar mais com diesel do que com óleo vegetal na hora de produzir biodiesel. Nesse quesito, o óleo de soja continua imbatível. “É por isso que a soja ainda é tão utilizada”, diz Nicole.
