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Aditivos para o biodiesel: alquimia industrial


BiodieselBR.com - 05 jun 2010 - 09:40 - Última atualização em: 20 jan 2012 - 10:27
Murilo Alves Pereira, de Curitiba

Quando faz uma receita, a cozinheira não se limita a misturar ingredientes e levar tudo ao forno. Ela tem alguns segredos que dão o toque especial aos seus quitutes. No processo de fabricação do biodiesel, a regra se mantém: não basta colocar matéria-prima e álcool no reator e ficar esperando o biodiesel na outra ponta. Ingredientes especiais são necessários para que a reação funcione da melhor maneira. São os aditivos, que embora não façam parte da composição final do biodiesel, têm extrema importância para o bom andamento da reação e na qualidade final do produto.

Do preparo da matéria-prima à purificação do biodiesel, os aditivos têm funções variadas. O mais comum é o catalisador, que acelera a reação do óleo vegetal com o álcool (metanol ou etanol). Sem ele, fabricar biodiesel seria como cozinhar feijão sem panela de pressão – o almoço até ficaria pronto, mas lá pelas três da tarde. “A reação de matéria-prima e álcool acontece em temperatura ambiente, mas demoraria dias se não tivesse o catalisador”, sintetizou o pesquisador Bill Costa, gerente da divisão de biocombustíveis do Instituto de Tecnologia do Paraná (Tecpar). Além dos catalisadores, outros exemplos de aditivos usados na produção do biodiesel são antioxidantes, anticongelantes, adsorventes e biocidas, entre outros. Veremos cada um deles.

Os estudos em torno do aperfeiçoamento dos catalisadores ocorrem nas indústrias e em vários centros de pesquisa que integram o Programa Brasileiro de Produção e Uso de Biodiesel, do qual o Tecpar faz parte. Segundo Costa, ainda são mais comuns no mercado catalisadores homogêneos à base de metilato de sódio. Basicamente, ele explica, os catalisadores se dividem em hidróxidos (de sódio ou potássio) ou alcoolatos (os metilatos também de sódio ou potássio), em relação à composição química; e em homogêneos ou heterogêneos, quanto à sua disposição física. Mas, como faz a cozinheira, um ingrediente de cada vez.

Catalisadores homogêneos são líquidos e se misturam às matérias-primas do biodiesel. Os heterogêneos, por sua vez, são catalisadores sólidos, que podem ser reaproveitados ao final do processo. Os dois maiores vendedores de catalisadores no Brasil – as multinacionais alemãs Evonik e Basf, que respondem, juntas, por cerca de 90% do mercado brasileiro – fabricam e comercializam catalisadores homogêneos à base de metilatos (alcoolatos).

“Aparentemente, o hidróxido é mais barato que o metilato”, inicia o engenheiro químico Fabrício Soto, da área de Químicos Industriais da Basf. “Mas isso se focarmos apenas no custo e não no benefício”. Segundo Soto, quando usa o hidróxido, o produtor o faz reagir com um álcool, gerando metilato e água. Este processo gera de 11% a 13% de água, um subproduto indesejável no processo de fabricação do biodiesel. “Com o metilato de sódio, o teor de água é bem menor: em média 0,2%”, afirma.

O hidróxido seria, na conclusão de Soto, uma fase intermediária para se chegar ao metilato e iniciar a reação de catálise. Mais complexo, mais dispendioso e, no final, mais caro, defende. “Todas as empresas têm interesse em reduzir etapas de processo e melhorar a produtividade por questão de custo”, contribui a engenheira química Ana Sturaro, chefe de Produtos e Aditivos para Biodiesel da Evonik. Segundo ela, o metilato de sódio é usado há 20 anos, desde que a Europa entrou no universo do biodiesel. Ainda hoje, é o catalisador mais utilizado no mercado.

Voltando à relação catalisadores homogêneos e heterogêneos, além do estado líquido e sólido, ambos se diferenciam por outro quesito: a eficiência. A tecnologia em torno da produção de catalisadores heterogêneos realmente eficazes ainda é incipiente. Por conta disso, os catalisadores homogêneos são bem mais usados. Ganha-se de um lado, perdese de outro. Fossem eficientes, os heterogêneos seriam superiores aos homogêneos.

Como está na fase líquida, assim como o biodiesel, o catalisador homogêneo se mistura na reação; é preciso outro processo para separá-lo do biodiesel, gerando uma etapa de purificação dispendiosa, porém essencial. “Os catalisadores heterogêneos são sólidos, normalmente metais, que podem ser recuperados no final da reação e reutilizados”, compara Bill Costa.

Mas para usar os catalisadores heterogêneos, atualmente já desenvolvidos, são necessárias maiores temperatura e pressão comparando-se com o processo convencional, o que é sinônimo de mais gasto energético.

Sobre novas tecnologias, Costa lembra o catalisador enzimático, que se baseia na produção de microorganismos para catálise de reação do biodiesel. “Em algumas matérias-primas, a catálise enzimática é melhor”, diz. “O problema é que se trata de um processo muito caro para ser feito comercialmente”. O controle do meio onde ocorre a reação também deve ser mais preciso para o catalisador não perder o efeito – as enzimas (geralmente bactérias) são sensíveis às impurezas do meio. Costa informa que alguns usos atuais do catalisador enzimático são a purificação da glicerina ou o pré-tratamento de certas gorduras.