Aditivos para biodiesel - parte 2
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Oxidação
A cozinheira do início da matéria continua preparando uma de suas famosas receitas. Mas, descuidada, esquece o pote de manteiga fora da geladeira. Quando volta ao trabalho, um dia depois, repara que sobre a manteiga se formou uma fina camada de ranço, fruto da oxidação do produto com o ar. Assim como a manteiga da cozinheira, o biodiesel tem como principal matéria-prima um óleo vegetal. Está suscetível, portanto, à fácil oxidação.
Na produção do biodiesel, uma das grandes preocupações é conservar o produto final para que ele resista ao tempo de estocagem sem se oxidar até que seja consumido pelo motor do automóvel. “Quando oxida, o biodiesel se torna muito ácido, o que pode levar a processos corrosivos no motor do carro”, informa Costa. “Pode ainda criar alguns precipitados que vão causar entupimentos no bico injetor e gerar resíduos de carbono no cano de combustão. E isso é um grande problema”, conclui. É aí que entram os antioxidantes.
Este produto orgânico, já utilizado há décadas na indústria alimentícia, retarda a oxidação do biodiesel. Seu uso é essencial na maioria dos óleos vegetais, principalmente no óleo de soja, que é facilmente oxidável. De acordo com as normas brasileiras e internacionais, o biodiesel deve suportar seis horas sob condições extremas de temperatura e pressão em um equipamento chamado Rancimat, que simula tais condições. Seis horas nas condições criadas pelo Rancimat representam dois meses de estocagem. Caso não atinja essa estabilidade, é preciso aplicar o antioxidante na mistura.
No mercado já existem diferentes marcas de antioxidantes criados especialmente para a indústria do biodiesel. É o caso da Evonik, que comercializa o Ionol BF200. “Este antioxidante é um produto líquido, 100% princípio ativo, ou seja, não tem nenhum solvente”, defende Ana Sturaro. Já a Basf é responsável pelo antioxidante de nome comercial Kerobit. Além da produção na matriz, em Ludwigsthafen, na Alemanha, a empresa tem convênio de pesquisas com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Eliminando água e impurezas
No pré-tratamento da matéria- prima e na purificação do produto final, teores elevados de água são sinais de problema. Durante a fabricação, a água desativa o catalisador e forma subprodutos, como sabões, que não interessam ao produtor. Já na mistura final, a umidade acelera a oxidação do biodiesel e diminui a eficiência do combustível. Por esse motivo, há diferentes formas de tratar o biodiesel sem o uso de água e de retirar resquícios de umidade do produto final.
Uma dessas formas são os adsorventes, produtos sólidos que têm uma superfície ativa com afinidade a outras substâncias como água ou impurezas. Eles são usados, por exemplo, na lavagem a seco do biodiesel. “No método tradicional, o biodiesel é misturado com 10% de água para se retirar resíduos de catalisador e outras substâncias solúveis”, começa a explicar Bill Costa. Além da necessidade de secar o biodiesel posteriormente, a lavagem com água gera passivos ambientais.
Com os adsorventes, essa etapa é evitada. É o caso, por exemplo, dos adsorventes de sílica usados no pré-tratamento do óleo e na purificação do biodiesel. A sílica é aplicada após o processo de neutralização química ou degomagem, ainda no pré-tratamento do óleo. Por centrifugação, os resíduos do óleo se aderem a ela.
As resinas de troca iônica são outra opção. São minúsculas esferas de plástico, com 0,6 mm de diâmetro, que ficam dentro de um filtro – como o filtro de uma piscina. O biodiesel passa por esse filtro e as resinas fazem sua parte, retendo impurezas, como os resquícios de glicerina. A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) permite que o biodiesel contenha no máximo 200 ppm (partes por milhão) de glicerina. Cada litro da resina retira cerca de 150 gramas de glicerina de 500 litros de biodiesel.
Após anos de uso, as resinas podem ser lavadas com um álcool para retirar a glicerina e então ser reaproveitadas. O sistema é usado há tempos na Alemanha, e chega a durar oito anos até que seja preciso lavar as resinas.
Ataque de microorganismos
Produto de natureza biológica, o biodiesel é altamente biodegradável (como sugerem os vários “bios” desta frase), ou seja, se desfaz com facilidade no ambiente. “Um derrame de biodiesel seria muito menos problemático do que o derrame de diesel de petróleo”, compara o engenheiro químico Donato Aranda, chefe do Green- Tec, o laboratório de tecnologias verdes da UFRJ. “Por outro lado, ele é facilmente atacado por microorganismos, o que pode decompor o produto”. Para evitar esse problema, ele sugere o uso de biocidas, que dão estabilidade ao biodiesel.
Por conter umidade em sua mistura, o biodiesel pode atrair colônias de microorganismos, entre bactérias, fungos e leveduras, que se alimentam do óleo. A ação dessa fauna minúscula inverte a reação do biodiesel, ou seja, transforma o éster novamente no álcool e no ácido graxo que o formaram. “Essa substância pode precipitar no tanque de combustíveis e entupir a bomba injetora do automóvel”, alerta o gerente técnico de pesquisa e desenvolvimento da Miracema-Nuodex, Gerson Agostini, complementando que o ácido graxo pode causar problemas de corrosão no tanque.
Agostini explica que o biodiesel sai estéril do processo de fabricação, mas pode ser contaminado no armazenamento ou transporte. “Para evitar a contaminação, é [necessário] um processo quase farmacêutico, e isso é praticamente impossível de se fazer em situação normal”, diz. Apesar disso, os biocidas são pouco usados pelas usinas no Brasil.
A atuação desses aditivos se resume à sua fórmula química. Feitos da reação de formol com aminas, os biocidas são aplicados logo após a purificação do biodiesel, liberando o formol ao longo do tempo para eliminar os microorganismos.
Para sistemas já contaminados, recomenda-se a aplicação de 1.000 ppm. Preventivamente, a dosagem pode ser de 100 ppm. “O biocida sozinho não resolve o problema. Sua aplicação deve ser acompanhada de boas práticas de higiene”, conclui Agostini.
A cozinheira do início da matéria continua preparando uma de suas famosas receitas. Mas, descuidada, esquece o pote de manteiga fora da geladeira. Quando volta ao trabalho, um dia depois, repara que sobre a manteiga se formou uma fina camada de ranço, fruto da oxidação do produto com o ar. Assim como a manteiga da cozinheira, o biodiesel tem como principal matéria-prima um óleo vegetal. Está suscetível, portanto, à fácil oxidação.
Na produção do biodiesel, uma das grandes preocupações é conservar o produto final para que ele resista ao tempo de estocagem sem se oxidar até que seja consumido pelo motor do automóvel. “Quando oxida, o biodiesel se torna muito ácido, o que pode levar a processos corrosivos no motor do carro”, informa Costa. “Pode ainda criar alguns precipitados que vão causar entupimentos no bico injetor e gerar resíduos de carbono no cano de combustão. E isso é um grande problema”, conclui. É aí que entram os antioxidantes.
Este produto orgânico, já utilizado há décadas na indústria alimentícia, retarda a oxidação do biodiesel. Seu uso é essencial na maioria dos óleos vegetais, principalmente no óleo de soja, que é facilmente oxidável. De acordo com as normas brasileiras e internacionais, o biodiesel deve suportar seis horas sob condições extremas de temperatura e pressão em um equipamento chamado Rancimat, que simula tais condições. Seis horas nas condições criadas pelo Rancimat representam dois meses de estocagem. Caso não atinja essa estabilidade, é preciso aplicar o antioxidante na mistura.
No mercado já existem diferentes marcas de antioxidantes criados especialmente para a indústria do biodiesel. É o caso da Evonik, que comercializa o Ionol BF200. “Este antioxidante é um produto líquido, 100% princípio ativo, ou seja, não tem nenhum solvente”, defende Ana Sturaro. Já a Basf é responsável pelo antioxidante de nome comercial Kerobit. Além da produção na matriz, em Ludwigsthafen, na Alemanha, a empresa tem convênio de pesquisas com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Eliminando água e impurezas
No pré-tratamento da matéria- prima e na purificação do produto final, teores elevados de água são sinais de problema. Durante a fabricação, a água desativa o catalisador e forma subprodutos, como sabões, que não interessam ao produtor. Já na mistura final, a umidade acelera a oxidação do biodiesel e diminui a eficiência do combustível. Por esse motivo, há diferentes formas de tratar o biodiesel sem o uso de água e de retirar resquícios de umidade do produto final.
Uma dessas formas são os adsorventes, produtos sólidos que têm uma superfície ativa com afinidade a outras substâncias como água ou impurezas. Eles são usados, por exemplo, na lavagem a seco do biodiesel. “No método tradicional, o biodiesel é misturado com 10% de água para se retirar resíduos de catalisador e outras substâncias solúveis”, começa a explicar Bill Costa. Além da necessidade de secar o biodiesel posteriormente, a lavagem com água gera passivos ambientais.
Com os adsorventes, essa etapa é evitada. É o caso, por exemplo, dos adsorventes de sílica usados no pré-tratamento do óleo e na purificação do biodiesel. A sílica é aplicada após o processo de neutralização química ou degomagem, ainda no pré-tratamento do óleo. Por centrifugação, os resíduos do óleo se aderem a ela.
As resinas de troca iônica são outra opção. São minúsculas esferas de plástico, com 0,6 mm de diâmetro, que ficam dentro de um filtro – como o filtro de uma piscina. O biodiesel passa por esse filtro e as resinas fazem sua parte, retendo impurezas, como os resquícios de glicerina. A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) permite que o biodiesel contenha no máximo 200 ppm (partes por milhão) de glicerina. Cada litro da resina retira cerca de 150 gramas de glicerina de 500 litros de biodiesel.
Após anos de uso, as resinas podem ser lavadas com um álcool para retirar a glicerina e então ser reaproveitadas. O sistema é usado há tempos na Alemanha, e chega a durar oito anos até que seja preciso lavar as resinas.
Ataque de microorganismos
Produto de natureza biológica, o biodiesel é altamente biodegradável (como sugerem os vários “bios” desta frase), ou seja, se desfaz com facilidade no ambiente. “Um derrame de biodiesel seria muito menos problemático do que o derrame de diesel de petróleo”, compara o engenheiro químico Donato Aranda, chefe do Green- Tec, o laboratório de tecnologias verdes da UFRJ. “Por outro lado, ele é facilmente atacado por microorganismos, o que pode decompor o produto”. Para evitar esse problema, ele sugere o uso de biocidas, que dão estabilidade ao biodiesel.
Por conter umidade em sua mistura, o biodiesel pode atrair colônias de microorganismos, entre bactérias, fungos e leveduras, que se alimentam do óleo. A ação dessa fauna minúscula inverte a reação do biodiesel, ou seja, transforma o éster novamente no álcool e no ácido graxo que o formaram. “Essa substância pode precipitar no tanque de combustíveis e entupir a bomba injetora do automóvel”, alerta o gerente técnico de pesquisa e desenvolvimento da Miracema-Nuodex, Gerson Agostini, complementando que o ácido graxo pode causar problemas de corrosão no tanque.
Agostini explica que o biodiesel sai estéril do processo de fabricação, mas pode ser contaminado no armazenamento ou transporte. “Para evitar a contaminação, é [necessário] um processo quase farmacêutico, e isso é praticamente impossível de se fazer em situação normal”, diz. Apesar disso, os biocidas são pouco usados pelas usinas no Brasil.
A atuação desses aditivos se resume à sua fórmula química. Feitos da reação de formol com aminas, os biocidas são aplicados logo após a purificação do biodiesel, liberando o formol ao longo do tempo para eliminar os microorganismos.
Para sistemas já contaminados, recomenda-se a aplicação de 1.000 ppm. Preventivamente, a dosagem pode ser de 100 ppm. “O biocida sozinho não resolve o problema. Sua aplicação deve ser acompanhada de boas práticas de higiene”, conclui Agostini.
