Desenvolvimento de catalisadores derivados de compostos naturais e residuais para a produção de biodiesel

Abstract

As fontes alternativas e sustentáveis de energia têm ganhado espaço no quadro econômico atual, principalmente devido ao alto preço e futuro esgotamento das fontes de combustíveis fósseis. Inúmeras são as alternativas energéticas, dentre elas, uma que tem se destacado no mercado é o biodiesel, visto que suas características intrínsecas são ambientalmente amigáveis e muito similares ao diesel derivado do petróleo. Existem diversas formas de obtenção do biodiesel, sendo as mais importantes: as reações de transesterificação de triacilglicerídeos e de esterificação de ácidos graxos livres (AGLs). Ambos os substratos, triacilglicerídeos e AGLs, podem ser encontrados em óleos vegetais, gordura animal, borra ácida, óleos residuais, etc. Para que a produção de biodiesel ocorra de forma eficiente, as reações de transesterificação e esterificação necessitam da presença de um catalisador. A catálise homogênea básica é a forma mais utilizada de obtenção do biodiesel, porém existem restrições quanto a concentração de água e AGLs, ambos encontrados em matérias-primas mais baratas, como óleos residuais. Além disso, os catalisadores normalmente utilizados (e.g., NaOH, KOH, etc.) são agressivos ao meio ambiente e necessitam de uma etapa de neutralização. A utilização de substratos de descarte é essencial para que a produção de biodiesel se enquadre no contexto sustentável. Catalisadores heterogêneos têm se mostrado eficientes em reações de esterificação de AGLs e de transesterificação de óleos residuais, além de serem reutilizáveis e não requererem etapa de neutralização após a reação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver catalisadores heterogêneos ácidos e básicos derivados de compostos naturais ou residuais. Foram utilizados os seguintes materiais: glicose e cinzas de casca de arroz (CCA), como matéria prima para catalisadores ácidos, e casca de ovo, para o desenvolvimento de um catalisador heterogêneo básico. A glicose foi submetida à pirólise controlada, a fim de se obter um composto contendo lâminas de anéis aromáticos. Os dois materiais, glicose pirolisada e casca de arroz carbonizada (CCA) foram submetidos ao processo de sulfonação e aplicados nas reações de obtenção de biodiesel, onde apresentaram taxas de conversão acima de 90%. Já o catalisador heterogêneo básico foi preparado mediante a calcinação da casca de ovo vermelho, que após ativação com um promotor, KF, apresentou taxa de conversão em biodiesel acima de 80%.