Capítulo 1

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Capítulo 
1 
 
1 Produção de Biodiesel a Partir de Óleo Vegetal 
Resumo 
Este experimento apresenta o procedimento de produção de biodiesel a partir de óleo vegetal. 
O biodiesel vem ganhando espaço no mercado de combustíveis por ser uma alternativa 
renovável aos antigos combustíveis fósseis. O estudo da produção de biodiesel, suas 
características e principais variáveis envolvidas no processo é muito relevante para a indústria 
atual, na qual existe uma preocupação com o meio ambiente e os impactos causados pelo 
desenvolvimento. O procedimento descrito neste roteiro apresenta o processo de produção de 
biodiesel em escala laboratorial, utilizando-se um reator de mistura com batelada alimentada. 
 
1.1 Objetivos 
O objetivo dessa prática é realizar a produção de biodiesel em laboratório usando óleo vegetal 
por meio de uma reação de transesterificação e determinar os rendimentos de óleo em biodiesel 
em diferentes tempos da reação, além de discutir sobre a produção do biodiesel, o uso desse 
tipo de combustível na matriz energética atual, fatores ambientais e aspectos operacionais da 
produção de biodiesel relacionados ao procedimento e equipamentos utilizados. 
1.2 Introdução 
A queima de combustíveis fósseis e consequente liberação de dióxido de carbono (CO2) para a 
atmosfera é considerada um dos agravantes do efeito estufa. Essa preocupação vem motivando 
pesquisadores a buscarem fontes alternativas de combustível. É nesse cenário que o biodiesel 
vem se mostrando promissor. 
O biodiesel é produzido a partir de fontes naturais renováveis tais como óleos vegetais e gordura 
animal. Dessa forma, o estudo de métodos de produção, separação e purificação de biodiesel é 
muito relevante no setor industrial. Em escala de laboratório, a produção pode ser realizada em 
um reator de mistura com batelada alimentada, onde é possível avaliar as mudanças 
macroscópicas, tais como a cor, ocorridas durante a reação e realizar a coleta de material para 
avaliação de rendimento do processo. Os equipamentos envolvidos no processo de produção 
compõem uma variável importante na avaliação do processo, tornando o estudo em pequena 
escala um grande aliado no aperfeiçoamento das técnicas industriais de produção. 
1.3 Fundamentação Teórica 
A conversão de óleo bruto para a forma de éster é normalmente realizada para reduzir a 
viscosidade do óleo e eliminar problemas que surgem durante seu uso em motores a diesel. 
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Com o principal objetivo de reduzir a viscosidade do óleo a valores próximos ao do diesel 
convencional, um dos processos utilizados é o de obtenção do biodiesel por esterificação, que 
consiste na reação de um ácido graxo com um mono-álcool para formar ésteres. O método mais 
utilizado para obtenção de biodiesel é a transesterificação. 
A reação de um óleo ou gordura com um álcool, na presença de um catalisador, para produzir 
um éster e um subproduto, o glicerol, é chamada reação de transesterificação (ver Figura 1). 
Trata-se de uma reação reversível que pode ser catalisada por um ácido, uma base ou uma 
enzima. 
Figura 1.1 - Transesterificação de triglicerídeos, onde R1, R2 e R3 representam as 
cadeias carbônicas dos ácidos graxos e R4 a cadeia carbônica do álcool reagente. 
 
A vantagem de se usar um ácido são os altos rendimentos da reação, porém existe toda uma 
preocupação por se estar utilizando um componente altamente oxidante ao equipamento. Uma 
rota básica, por outro lado, apesar da leve diminuição inicial no rendimento, impede maiores 
danos ao equipamento. Finalmente, a rota enzimática é a mais promissora em termos 
operacionais, permitindo a obtenção de biodiesel de pH nêutron, livre de impurezas 
remanescente de reagentes em excesso. Entretanto, a rota enzimática, exige maior investimento 
financeiro, por esse motive o uso de um ácido ou base é aplicado. 
Em virtude do caráter reversível da reação de transesterificação, é necessário a utilização de um 
dos reagentes em excesso para favorecer a formação do produto. Utiliza-se o álcool em excesso, 
porém, isso não garante a pureza do biodiesel. Vários produtos intermediários são gerados 
paralelamente a formação dos ésteres. Na tentativa de purificar o produto principal é necessária 
a remoção das impurezas, essa fase consiste basicamente de três operações: decantação, 
lavagem e secagem. 
1.4 Materiais e Métodos 
1.4.1 Materiais 
 Óleo vegetal; 
 Etanol anidro; 
 Hidróxido de sódio; 
 Solução de ácido sulfúrico 1:100; 
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 Sulfato de Magnésio. 
1.4.2 Métodos 
Adicione ao reator 800g de óleo vegetal. A temperatura do banho termostatizado deve ser 
ajustada para 70ºC e a velocidade de agitação para 150rpm. Em seguida, solubilize 1,5% de 
NaOH em etanol anidro (razão molar óleo:álcool de 1:10). 
Adicione ao reator a mistura álcool e catalisador e esse momento deve ser estabelecido como o 
início da reação. Com o auxílio da seringa, retire alíquotas de 10mL durante o progresso da 
reação. As alíquotas devem ser retiradas nos seguintes tempos de reação: t1=0,08 min (5 s), 
t2=0,5min (30s), t3=1min, t4=1,5min, t5=2min, t6=3min, t7=4min, t8=5min, t9=10min, t10=20min 
e t11=30min. A reação deve ser parada após 30 minutos. 
Adicione em cada alíquota 2,5mL da solução de ácido sulfúrico com o objetivo de parar a 
reação, uma vez que mesmo sem agitação e com temperatura diferente, os reagentes podem 
continuar a reação, comprometendo a análise da amostra. Centrifugue cada amostra. O líquido 
sobrenadante deve ser retirado e desidratado adicionando sulfato de magnésio. 
Por fim, as amostras devem ser analisadas em cromatografia gasosa para determinação dos 
rendimentos. 
1.5 Coleta de Dados 
Tabela 1.1 - Determinação das massas dos reagentes. 
REAGENTE QUANTIDADE MASSA 
Etanol (PM = 46g/mol) Razão molar óleo:álcool de 1:10 
Hidróxido de Sódio 1,5% da massa do óleo 
 
Tabela 1.2 - Rendimentos da reação ao longo do tempo. 
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 
 
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 
 
1.6 Discussões 
 Os estudantes devem fazer os cálculos de massa do catalisador, massa do álcool e o gráfico de 
rendimento versus tempo, comentando os resultados obtidos e relacionando o comportamento 
observado em laboratório com referências da literatura. Além disso deve-se calcular o peso 
molecular médio do óleo utilizado. 
Que outros processos existem para a produção de biodiesel e quais as vantagens e desvantagens 
na utilização desses? Discorra ainda sobre as características do reator e dos elementos que o 
compõe (ex.: tipos de impelidor, velocidade de agitação, chicanas, etc.), comentando a respeito 
do aparato utilizado no experimento, melhorias e indicações para um processo em grande 
escala. 
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Além dos itens apresentados acima, o aluno deve abordar as problemáticas levantadas pelo 
professor durante a realização do experimento no laboratório de aula. 
1.7 Referências 
ATADASHI, I.; AROUA, M.; AZIZ, A. A. Biodiesel separation and purification: A review. 
Renewable Energy, v. 36, p. 437–443, 2 2011. 
CASTANHEIRA, E.G.; GRISOLI, R.; FREIRE, F.; PERCORA, V.; COELHO, S.T. 
Environmental sustainability of biodiesel in Brazil. Energy Policy, v. 65, p. 680–691, 2014. 
GERIS, R.; SANTOS, N.A.C.; AMARAL, B.A.; MAIA, I.S.;CASTRO, V.D.; CARVALHO, 
J.R.M. Biodiesel de soja - reação de transesterificação para aulas práticas de química orgânica. 
Química Nova, v. 36, p. 437–443, 2011. 
JOAQUIM JUNIOR, C. F.; CEKINSKI, E.; NUNHEZ, J. R.; URENHA, L.C. Agitação e 
Mistura na Indústria. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 
RINALDI, R.; GARCIA, C.; MARCINIUK, L.L., ROSSI, A.V.; SCHUCHARDT, U. Síntese 
de Biodiesel: uma proposta contextualizada de experimento para laboratório de química geral. 
Química Nova, v. 30, p. 1373 – 1380, 2007.