Transesterificação alcalina convencional e assistida por ultrassom de misturas binárias dos óleos de pinhão manso (Jatropha curcas) e palma (Elaeis guineensis)

Abstract

Varias investigaciones han demostrado la importancia de los combustibles bio-renovables como alternativas eficientes para reducir la contribución de la demanda de energía fósil, el calentamiento global y sus efectos ambientales. La jatropha y los aceites de palma y biodiesel que difieren en sus composiciones de ácidos grasos, estabilidad oxidativa y propiedades de dinámica de fluidos han llamado la atención en Brasil y Perú en la diversificación de materias primas para la producción de un biodiesel optimizado a partir de mezclas de estos aceites, con un rendimiento mejorado y mayor resistencia a la oxidación. En este estudio, la transesterificación asistida convencional y ultrasónica se aplicó a cinco mezclas binarias de los aceites crudos de jatropha y palma pretratados (9.1, 18.2, 28.6, 37.0 y 41.7% de aceite de jatropha) usando etanol e hidróxido de sodio como catalizador. Para determinar las mejores condiciones de reacción, se utilizó el diseño experimental propuesto por el método de superficie de respuesta, que tenía como variables independientes la proporción de aceites de palma y jatropha en las mezclas binarias, la relación aceite molar: etanol y la concentración de catalizador de NaOH. Las mejores mezclas de aceite binario fueron: 37% de jatropha y 63% de palma (1 PM1,7P) y 28.6% de jatropha y 71.4% de palma (1 PM2,5P), ambas con altos rendimientos de ésteres etílicos (mayores que 96.6 %) por cualquiera de los sistemas, con la diferencia de que el sistema de ultrasonido requirió solo 4 minutos. Además, la densidad, la viscosidad, el punto de fluidez, el punto de conexión del filtro frío para 1 PM1.7P obtenido por ultrasonido y la estabilidad oxidativa para 1 PM2.5P por ultrasonido de los ésteres estaban dentro de los estándares ANP (2014). La mezcla binaria de aceites crudos de jatropha y palma produjo altos niveles de ésteres etílicos con características mejoradas de dinámica de fluidos y estabilidad oxidativa.

Diversas pesquisas têm demonstrado a importância dos combustíveis biorenováveis como alternativas eficientes na redução da demanda de energia fóssil, aquecimento global e seus efeitos ambientais. Os óleos de pinhão manso e de palma (dendê) com suas diferentes composições de ácidos graxos, estabilidade oxidativa e propriedades fluidodinâmicas, têm chamado a atenção no Peru e Brasil, quando o assunto é a diversificação das matérias-primas para a obtenção de um biodiesel otimizado a partir de misturas desses óleos, com desempenho melhorado e maior resistência oxidativa. Neste trabalho, biodiesel foi produzido pelos métodos de transesterificação convencional e transesterificação assistida por ultrassom. Foram estudadas cinco misturas binárias dos óleos brutos pinhão manso e palma pré-tratados (9,1; 18,2; 28,6; 37,0 e 41,7% de óleo de pinhão manso), utilizando etanol e hidróxido de sódio como catalisador. Para determinar as melhores condições de reação foi utilizado o delineamento experimental proposto pelo método de superfície de resposta tendo como variáveis independentes a relação entre as misturas binárias dos óleos de pinhão manso e palma, a razão molar óleo:etanol e a concentração do catalisador NaOH. As melhores misturas binárias dos óleos brutos foram compostas por 37% de pinhão manso e 63% de palma (1PM1,7P) e pela mistura de 28,6% de pinhão manso e 71,4% de palma (1PM2,5P), ambas propiciando altos rendimentos de ésteres etílicos (maiores que 96,6%) por ambos os métodos, com a diferença que o sistema por ultrassom só precisou de 4 minutos. Além disso, os valores de densidade, viscosidade, ponto de fluidez, ponto de entupimento de filtro a frio (1PM1,7P obtido por ultrassom) e a estabilidade oxidativa (1PM2,5P obtido por ultrassom) dos ésteres ficaram dentro da norma ANP (2014). A mistura binária dos óleos brutos de pinhão manso e palma produziram altos teores de ésteres etílicos com características fluidodinâmicas e de estabilidade oxidativa aprimoradas.