Análise Comparativa da Produção de Biodiesel pelas Rotas Metílica e Etílica com Diferentes Óleos Vegetais e Catalisadores

Resumo

A produção de biodiesel, um biocombustível renovável e sustentável, tem se destacado como uma alternativa aos combustíveis fósseis. Ela ocorre através da transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais com álcoois como metanol ou etanol. Este estudo tem como objetivo comparar a eficiência das rotas metílica e etílica, utilizando quatro tipos de óleos vegetais amplamente disponíveis no Brasil: soja, arroz, girassol e canola. Além disso, a pesquisa analisa o desempenho de dois catalisadores alcalinos, o hidróxido de sódio (NaOH) e o hidróxido de potássio (KOH), no processo de transesterificação, buscando determinar a combinação mais eficiente entre óleo, álcool e catalisador, tanto em termos de rendimento de biodiesel quanto na qualidade do produto final. A escolha dos óleos foi baseada na sua disponibilidade comercial e na composição de ácidos graxos, que influencia diretamente a conversão em ésteres. O óleo de soja, o mais utilizado no Brasil para a produção de biodiesel, serviu como referência nas comparações, enquanto o óleo de arroz foi escolhido por ser um subproduto da agroindústria, com potencial para agregar valor econômico. O óleo de girassol, reconhecido por sua elevada quantidade de ácidos graxos insaturados, e o óleo de canola, com boa estabilidade oxidativa, completam a seleção dos óleos estudados. O estudo baseou-se em métodos de transesterificação amplamente descritos na literatura. Para a rota metílica, foram seguidos os procedimentos descritos por Lopes et al. (2022) e Caselato et al. (2023), que destacam a importância do uso de catalisadores básicos na produção de biodiesel a partir de óleos como os de soja e girassol. Já para a rota etílica, os métodos foram adaptados das pesquisas de Lourenço et al. (2021) e de Mello et al. (2017), que exploram o uso de óleos residuais, como o de arroz, e os impactos ambientais da produção de biodiesel a partir do etanol. As reações foram conduzidas sob condições controladas de temperatura e tempo, com agitação constante para promover uma completa interação entre os reagentes. O processo de transesterificação consistiu em misturar os óleos com metanol ou etanol em proporções molares específicas, na presença de NaOH ou KOH, que atuam como catalisadores básicos, acelerando a reação de conversão dos triglicerídeos em ésteres metílicos ou etílicos. O óleo de soja, devido à sua elevada presença de ácidos graxos poli-insaturados, apresentou bom desempenho tanto na rota metílica quanto na etílica, com rendimentos elevados de biodiesel. No entanto, o uso do óleo de arroz na rota etílica mostrou-se mais promissor, possivelmente devido às características específicas de suas cadeias lipídicas que favorecem a interação com o etanol. O óleo de girassol, por outro lado, demonstrou melhor desempenho na rota metílica, especialmente quando o KOH foi utilizado como catalisador. Os resultados mostraram que a rota metílica, utilizando hidróxido de potássio como catalisador, apresentou os melhores rendimentos para o óleo de girassol e soja, com maior conversão de ésteres e facilidade de purificação do biodiesel. Já a rota etílica, embora tenha demonstrado um processo ligeiramente mais complexo devido às propriedades do etanol, apresentou um maior rendimento de biodiesel ao utilizar o óleo de arroz. A utilização de hidróxido de sódio foi eficaz na rota metílica, mas o KOH mostrou-se mais vantajoso em termos de pureza do produto final. A análise dos subprodutos revelou que o biodiesel produzido pela rota etílica com óleo de canola também apresentou características promissoras, com menor produção de glicerol e maior estabilidade oxidativa. Conclui-se que a escolha da rota e do catalisador depende do tipo de óleo utilizado e das propriedades do processo, como rendimento, pureza ou facilidade de separação. A rota metílica demonstrou ser mais eficiente para óleos de soja e girassol, enquanto a rota etílica, apesar de mais complexa, pode ser uma alternativa viável para óleos residuais, como o de arroz, além de oferecer vantagens ambientais. Este estudo oferece subsídios para o desenvolvimento de processos mais eficientes e sustentáveis para a produção de biodiesel.