Otimização do rendimento da síntese de biodiesel de dendê através de planejamentos de metodologia de superfície de resposta

Abstract

A crescente busca por recursos energéticos renováveis tem sido estimulada para garantir o desenvolvimento sustentável nas áreas ambiental, social e econômica, motivada tanto por questões ambientais quanto pelas limitações de reservas petrolíferas. Tal conjuntura desperta o interesse na utilização de biocombustíveis, especialmente o etanol e o biodiesel. O biodiesel é obtido pela reação de transesterificação de triglicerídeos com um álcool de cadeia curta na presença de um catalisador, gerando uma mistura de ésteres monoalquílicos de ácidos graxos. Em busca de melhores rendimentos na síntese do biodiesel, pode-se recorrer à otimização multivariada das condições (fatores) experimentais e, para isto, uma estratégia muito empregada é a utilização de planejamento experimental. No presente trabalho, três planejamentos experimentais de segunda ordem foram avaliados e comparados para a otimização multivariada do rendimento em massa da síntese de biodiesel de dendê: planejamento Doehlert, planejamento Box-Behnken e planejamento composto central. Três fatores foram estudados nos mesmos intervalos de níveis para os três planejamentos experimentais, a fim de possibilitar a comparação dos planejamentos em domínios experimentais semelhantes: razão molar álcool:óleo, temperatura e tempo de síntese. No total, foram realizadas 40 sínteses de biodiesel pela transesterificação de óleo de dendê por rota metílica e catálise básica homogênea com hidróxido de potássio. Após o tratamento estatístico dos resultados obtidos por cada planejamento, três grupos de parâmetros foram estabelecidos para comparação: a eficiência do planejamento, a avaliação da equação e as condições otimizadas para cada planejamento. O planejamento Doehlert foi mais eficiente e proporcionou uma equação do modelo mais bem ajustada e validada para a otimização abordada no presente trabalho. As condições ótimas definidas por esse planejamento experimental foram temperatura de 70 °C, tempo de 105 min e razão A:O de 20:1