Otimização multivariada do rendimento da síntese de biodiesel de babaçu

Abstract

O biodiesel é um biocombustível obtido por fontes de energia renováveis, como óleos e gorduras vegetais e animais. Um óleo vegetal com grande potencial para síntese de biodiesel é o óleo de babaçu, que possui uma composição predominantemente láurica e, portanto, produz biodiesel com excelentes propriedades físico-químicas. Além da composição química da matéria-prima utilizada na reação de transesterificação, alguns outros fatores são determinantes para a conversão em ésteres, o que torna imprescindível a análise de determinadas variáveis durante toda a etapa de produção para maximizar o rendimento de biodiesel e, consequentemente, provocar diminuição dos custos operacionais da reação. Nesse contexto, se destaca o uso de ferramentas quimiométricas como planejamento e otimização de experimentos para possibilitar encontrar melhores condições reacionais para a produção de biodiesel. Com o objetivo de maximizar o rendimento na reação de transesterificação por catálise homogênea, no presente trabalho foi realizada a otimização do processo de produção de biodiesel variando os seguintes fatores: razão álcool:óleo, tempo de reação e temperatura. Para esse estudo, inicialmente foi utilizado um planejamento fatorial completo para uma análise preliminar destas variáveis e verificação das que provocam maior influência na reação de transesterificação e, posteriormente, para etapa de otimização foi utilizado o planejamento por matriz de Doehlert. Após o tratamento estatístico dos resultados obtidos, constatou-se que os melhores rendimentos são alcançados utilizando uma razão álcool:óleo de 10,75:1 e um tempo reacional de 32 minutos à temperatura ambiente (30 °C), levando a rendimentos de até 94%. Além disso, o estudo permitiu a investigação da influência de fatores que não são analisados convencionalmente na literatura para otimizar o rendimento em massa da síntese de biodiesel, tais como a quantidade de água e o tempo de decantação entre lavagens, possibilitando estabelecer uma redução no tempo total para realização da reação de transesterificação, além da diminuição nos resíduos gerados.