Avaliação dos processo de lavagem com água e de filtração por membranas na purificação de biodiesel

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

27/07/2012

RESUMO

O biodiesel é um potencial combustível substituto ao diesel de petróleo devido às questões relacionadas com a demanda energética e aspectos ambientais. Uma das etapas críticas do processo produtivo do biodiesel é a sua purificação. Convencionalmente, o biodiesel é purificado por sucessivas lavagens com água limpa. Este processo, além de dispendioso, acarreta na geração de uma quantidade considerável de efluente a ser tratada. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar o processo de filtração por membranas como uma alternativa para a purificação de biodiesel. A primeira parte deste trabalho consistiu na produção do biodiesel utilizado para posterior purificação. Esta produção foi realizada por reação de transesterificação, tendo como matéria-prima óleo de soja refinado. O biodiesel produzido foi então purificado por dois processos: pela metodologia tradicional (lavagens sucessivas com água) e por processos utilizando membranas. Foi realizado um PCC para avaliação do volume de água gasto e da temperatura no processo de purificação do biodiesel pelo método convencional. Pela superfície de resposta foi possível realizar uma análise conjunta das variáveis e determinar o ponto de minimização que foi de um volume de água de 64 mL para 100 mL de biodiesel e temperatura de 49,6C. A eficiência de membranas de microfiltração e ultrafiltração (poliméricas e cerâmicas) na purificação de biodiesel, obtido por catálise homogênea via rota metílica foi também avaliada. Foram utilizadas membranas poliméricas de microfiltração, planas, mistas de éster de celulose de diâmetros de poro de 0,22 e 0,30 μm, membranas poliméricas de ultrafiltração, de poli (éter-sulfona), planas, de 10 e 30 kDa nominal MWCO e membrana de ultrafiltração cerâmica, de α-Al2O3/TiO2, tubular, de 5 kDa. As membranas poliméricas foram avaliadas em um módulo que utiliza o princípio da filtração perpendicular e a membrana cerâmica foi avaliada em filtrações tangenciais. No processo utilizando membranas, todos os experimentos foram realizados a temperatura ambiente. Os experimentos de microfiltração foram realizados em duas pressões transmembranas diferentes, 1 e 2 bar. Para os testes com membranas de ultrafiltração foi utilizada uma pressão transmembrana de 4 bar. Estas pressões foram escolhidas com base em testes preliminares. O desempenho das membranas foi avaliado pela capacidade de retenção de glicerina e pelos valores de fluxos permeados após estabilização. Além das filtrações de biodiesel cru, testes adicionais foram realizados com a adição de pequenas quantidades de água no biodiesel cru antes da filtração (nos módulos batelada e contínuo). Estes testes foram realizados com as membranas que demonstraram melhores resultados nos testes preliminares (polimérica de 10 kDa e cerâmica de 5 kDa). Água deionizada foi adicionada à amostra de biodiesel em concentrações de 0,1 e 0,2% em peso. A quantidade de glicerina livre foi reduzida em todas as filtrações realizadas. Contudo, entre as membranas analisadas, o nível de glicerina livre exigido (0,02 % em massa) foi atingido apenas com a membrana de 10 kDa. A adição de pequenas quantidades de água aumentou significativamente a remoção da glicerina e enquadrou o biodiesel na legislação.

ASSUNTO(S)

reação de transesterificação purificação de biodiesel lavagem de biodiesel processo com membrana microfiltração ultrafiltração engenharia quimica biodiesel - purificação transesterificação transesterification reaction biodiesel purification biodiesel washing membrane process microfiltration ultrafiltration

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