Purificação do biodiesel metílico com dióxido de carbono pressurizado

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho é investigar a purificação de biodiesel utilizando o dióxido de carbono pressurizado no meio pós reação formado por diacilglicerol e monoacilglicerol, biodiesel (ésteres metílicos de ácidos graxos), de sódio, glicerol e metanol. Uma determinada quantidade de dióxido de carbono é injetada em uma célula de equilíbrio de alta pressão que contém a mistura (biodiesel cru). A célula é então pressurizada a temperatura constante. Duas fases são formadas no final do processo. Por meio de uma válvula de via única, é retirada a amostra da fase mais leve e o seu conteúdo em diacilglicerol, monoacilglicerol, glicerol, biodiesel, sódio e metanol foi determinado utilizando a cromatografia de permeação em gel (GPC) e a cromatografia gasosa (GC). Os resultados são, então, comparados com a purificação convencional de biodiesel. A influência de varáveis tais como a pressão, , a temperatura e quantidade de de dióxido de carbono são investigados através de um planejamento fatorial. A faixa de pressão investigada varia de 6 a 12 MPa, com a temperatura variando de 298 K (ambiente) a 323 K. A quantidade de dióxido de carbono injetado no biodiesel cru foi variado de 20 a 50 por cento em massa. A caracterização das amostras foi feita de acordo com as normas, características padrões da ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis). Os resultados mostram que o processo é capaz de produzir um biodiesel com uma redução significativa dos níveis de diacilglicerol, de monoacilglicerol, de sódio, de glicerol e de metanol, levando a um biodiesel (ésteres metílicos de ácidos graxos) com grau de pureza compatível com as normas da ANP. A temperatura é a variável que mais afeta a purificação do biodiesel, enquanto a concentração de dióxido de carbono e que a pressão tem um efeito menor. A melhor condição foi obtida a baixa temperatura.

Abstract: The aim of this work is to investigate the purification of biodiesel using the pressurized carbon dioxide in the reacting medium which consist of non reacted diacylglycerol, monoacylglycerol, biodiesel (fatty acid methyl esters), sodium, glycerol and methanol. A given amount carbon dioxide is injected in a high pressure equilibrium cell containing the mixture of biodiesel reacting system (crude biodiesel). The cell is then pressurized in the range of 6-12 MPa at temperature varying from ambient (298 K) to 323 K. The amount of carbon dioxide injected in the crude biodiesel vary from 20 50 percent in mass. Two phases are formed at the end of the process. By mean of one-way valve, the lighter phase is sampled and its content of diacyglycerol, monoacylglicerol, glycerol, biodiesel, sodium and methanol was analyzed using Gel Permeation Chromatography (GPC) and gas (GC) . Results are then compared to the conventional biodiesel production. The characterization was done in accordance with the standards specification of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). An experimental design was performed to investigate the influence of carbon dioxide composition, pressure and temperature. Results shows the process is able to produce a biodiesel with significant decrease of levels of diacylglycerol, monoacylglycerol, biodiesel (fatty acid methyl esters), sodium, glycerol and methanol. The temperature is the variable that most affects the purification of biodiesel while the carbon dioxide concentration and the pressure has a minor effect. The best condition was obtained at low temperature.