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TEC II
Óleos e Gorduras
Biodiesel
Ana Cláudia Freitas Margarites
Faculdade de Engenharia e Arquitetura
Engenharia Química
Biodiesel – Matérias-primas
1. Óleos Vegetais Alimentares: Palma, Soja, 
Amendoim, Girassol, Colza, Coco. 
2. Óleos Vegetais não Alimentares: Jatropha, 
Ricíno, Giesta, Karanga, Algas. 
3. Gorduras Animais: Sebo, Gordura de galinha, 
Sub-produtos de óleo de peixe
TIPOS DE MATÉRIAS-PRIMAS
ÓLEOS E GORDURAS
Substâncias hidrofóbicas (insolúveis em água) que
pertencem à classe química dos lipídeos, podendo ser de
origem animal, vegetal ou microbiana.
Gorduras: constituídas por mistura de triacilgliceróis, que contém
quantidade de grupos acila saturados maiores do que a de insaturados.
Óleos: maior proporção de grupos acila insaturados.
São constituídos por diversos compostos químicos, sendo os 
mais importantes os ácidos graxos livres e seus derivados, 
como acilglicerídeos e fosfatídeos.
Ácidos graxos – diferem pelo número de carbonos e presença 
de insaturações (ligações duplas)
Ácidos graxos saturados – sem presença de ligações duplas
Ácidos graxos insaturados ou poli-insaturados– com 
presença de ligações duplas
ÓLEOS E GORDURAS
ÓLEOS E GORDURAS
O ponto de fusão, que diminui drasticamente com o aumento 
do número de ligações duplas, fazendo com que os ácidos 
graxos saturados sejam sólidos à temperatura ambiente (sebo 
animal e óleo de palma-dendê), e que os insaturados ou poli-
insaturados sejam líquidos à temperatura ambiente (óleos de 
soja, milho e Girassol).
ÓLEOS E GORDURAS
ÓLEOS E GORDURAS
Ácidos graxos - são encontrados na natureza na forma não associada, 
sendo assim conhecidos como ácidos graxos livres, ou associados 
formando outras classes de compostos químicos.
Acilglicerídeos - representam uma das principais formas em que ésteres 
de ácidos graxos são encontrados na natureza, são formados pela 
condensação entre ácidos graxos e o glicerol.
Fosfatídeos - são derivados do ácido fosfatídico, que é um composto obtido 
pela condensação de um poliol, comumente o glicerol, com ácido fosfórico 
e dois ácidos graxos, que podem ser iguais ou diferentes.
Ácidos graxos associados ao glicerol - Triacilglicerol
ÓLEOS E GORDURAS
ÓLEOS E GORDURAS
Ácidos graxos associados ao glicerol - Fosfatídeos
As propriedades químicas e físicas da matéria-prima estão 
diretamente associadas à tecnologia e ao rendimento do 
processo de conversão e, por conseguinte, às variações na 
qualidade final do produto para fins combustíveis.
Em geral, pode-se afirmar que ésteres alquílicos de ácidos graxos 
podem ser produzidos a partir de qualquer tipo de matéria-
prima oleaginosa, mas nem toda matéria-prima pode ser utilizada 
para a obtenção de um produto que atenda às especificações 
internacionais do biodiesel.
baixa estabilidade à oxidação - armazenamento do biodiesel mais 
complexo
viscosidades muito altas Ex: o óleo de mamona produz ésteres de 
viscosidade superior aos limites 
estabelecidos pela especificação do motor
Características indesejáveis
Matéria-prima
Competitividade tanto técnica quanto
econômica e socioambiental:
(a) o teor de óleo vegetal e a complexidade exigida no 
processo de extração; 
b) a produtividade por unidade de área;
(c) a atenção a diferentes sistemas produtivos; 
(d) o ciclo de vida da planta (sazonalidade); 
(e) sua adaptação territorial; 
(f) o impacto socioambiental de seu desenvolvimento
Quanto menor o número de insaturações (duplas 
ligações), maior o número de cetano do combustível, o que 
resulta numa melhor "qualidade da combustão“, mas elevado 
número de insaturações torna as moléculas menos 
estáveis quimicamente, o que pode provocar inconvenientes 
devido à sua menor estabilidade oxidativa e maior tendência 
para polimerizar com a consequente formação de resíduos 
sólidos durante o armazenamento e transporte.
O aumento do teor de cadeias saturadas provoca 
também um aumento no ponto de turvação e temperatura 
limite de filtrabilidade, o que representa maior sensibilidade 
aos climas frios. 
De uma forma geral, um biodiesel com predominância de ácidos 
graxos mono-insaturados (oleico C18:1, rinoleico C18:1), são os 
que apresentam os melhores resultados em termos da qualidade 
do biodiesel produzido
Produção e rendimento óleos vegetais
- Oleo de soja - óleo vegetal mais consumido no mundo. É,
atualmente, a mais importante oleaginosa produzida no Brasil. No
comércio exterior o complexo soja (óleo, farelo e grão) movimenta
bilhões de dólares.
- A importância da soja no mercado internacional deve-se a sua
proteína de alto valor nutritivo que possibilita a comercialização
do óleo em grande escala e preços atraentes. O farelo resultante
da extração representa 60% da renda obtida no processamento
do grão.
- Devido a grandeza deste agronegócio no Brasil,
a soja ofereceu as bases para o
desenvolvimento do PNPB.
SOJA
COLZA
Trata-se de uma oleaginosa plantada para nitrogenar
naturalmente os solos exauridos. O farelo de colza é 
empregado na ração de animais.
Terceira oleaginosa mais produzida em todo o mundo 
superada apenas pela soja e palma.
O melhoramentos genéticos ocorridos com a colza,
acarretaram redução do teor de ácido erúcico,
glucosinolatos e de gorduras saturadas originando um
grande mercado de novos consumidores. Esta variedade
genética de colza passou a chamar-se canola (canadian
oil low acid) para incentivar o consumo. O Canadá foi o
país que a desenvolveu.
CANOLA
- A palma (Elaes guineensis) é uma palmeira oleaginosa de origem
africana (Golfo da Guiné). Entre as oleaginosas cultivadas, a palma
ou dendezeiro como é conhecido é a planta que apresenta a
maior produtividade por área cultivada. Produz, em média, 10
vezes mais óleo do que a soja.
- Óleo de palma (mesocarpo - ácidos gordos saturados) e o óleo de
palmiste (amêndoa), ambos com composições e características
diferentes
PALMA
Considera-se o óleo de palma como uma 
matéria-prima promissora para a 
produção de biodiesel por reação de 
esterificação e/ou transesterificação.
GIRASSOL
O girassol é cultivado em várias regiões do mundo, com
destaque para Rússia, Argentina, Hungria e Estados Unidos.
O cultivo do girassol, apesar da planta ter sido domesticada
há cerca de 5000 anos, só foi introduzida na América do Sul
no século XIX. A Argentina é o maior produtor mundial do
grão.
AMENDOIM
A importância econômica do amendoim está relacionada 
ao fato das sementes serem ricas em óleo 
(aproximadamente 50%) e proteína (22 a 30%). 
Responsável por 10% da produção mundial de óleo 
comestível, com produção estimada em 5 milhões de 
toneladas anuais. 
BABAÇU
66% de óleo
PINHÃO-MANSO
Espécie nativa do Brasil, da família das 
Euforbiáceas, exigente em insolação e com 
forte resistência a seca, é uma cultura 
viável para pequenas propriedades rurais, 
com mão-de-obra familiar. 
MICROALGAS
Biodiesel - Métodos de produção
Biodiesel - Métodos de produção
Métodos combinados -híbridos
Transesterificação Esterificação
Esterificação Transesterificação
Hidroesterificação
Métodos isolados
Transesterificação
Esterificação
Interesterificação
Transesterificação - um mol de triacilglicerídeo reage com
três mols de um álcool de cadeia curta para produzir três
mols de monoésteres graxos e um mol glicerina (principal
coproduto)
Transesterificação
Óleo vegetal 
Gordura 
animal
Ésteres 
alquílicos
BIODIESEL
Mono
di e 
triacilglicerós
residuais
Transesterificação
Transesterificação
Transesterificação – Preparo da matéria-prima
Óleos
Umidade
Ácidos graxos livres
Produtos 
saponificados
Eficiência de 
conversão
Reação de transesterificação de triglecerídeosTransesterificação - Reação
Álcool 
Adicionado em 
excesso
RM 12:1 
- Permiti separação 
do glicerol
-Desloca equilíbrio 
para formação do 
biodiesel
1 mol 3 mol 3 mol
Comparação entre as rotas metílicas e etílicas da síntese de 
biodiesel via catálise alcalina. 
Reação de transesterificação de triglecerídeos
Transesterificação - Reação
Catalisador 
- Ácido (HCl ou H2SO4 )
- Base (NaOH, KOH, 
carbonatos)
- Enzimas (lipases)
Básico (KOH ou NaOH -
0,3% a 1,0%) – reação 
mais eficiente (maior 
rapidez)
- Sem problemas de 
corrosão
1 mol 3 mol 3 mol
Transesterificação – Separação das fases
Contaminação das 
fases
Álcool
Catalisador
Água
Transesterificação – Separação das fases
Glicerina
Decantação ou 
centrifugação
Recuperação 
do Álcool 
Destilação -
Reutilizado
Transesterificação – Lavagem do Biodiesel
Biodiesel Lavagem Retirada do 
catalisador + 
glicerol + álcool
Desumidificado
Transesterificação – Purificação da Glicerina
Glicerina Purificação
Maior valor 
agregado
Retirada da 
água+ álcool + 
impurezas 
matéria-prima
Transesterificação – Purificação da Glicerina
Transforma 
sabão em ácido 
graxo livre
Reação caráter 
básico 
Adição de 
ácido
Processo de 
neutralização
Glicerina + sais
Mais densa
Ácido graxo 
livre (oleína)
Menos densa
Decantação 
ou 
centrifugação
Glicerina –
Pureza de 84%
Destilação à 
vácuo
Glicerina –
Pureza de 99%
Transesterificação 
Processo não 
atrativo
Quando teor de ácidos graxos livres > 1%
- Parte de matéria-prima não forma produto;
- Elevada formação de sabão – uso de catalizador básico –
dificuldade de purificação do biodiesel;
Esterificação
Aplicação - Matérias-primas com teor de ácidos graxos livres 
superior a 1% 
Ácido graxo Álcool Éster 
monoalquílico
Reduz a acidez livre do lipídeo antes do processo 
ou para recuperar o ácido graxo formado durante 
a transesterificação.
Esterificação
Adição de HCl ou H2SO4
oxigênio 
carbonílico é 
protonado
Favorece
a reação
Transesterificação Esterificação
Catálise enzimática
Década de 1990 resposta aos aspectos negativos
da catálise alcalina homogênea
altos teores de água e de ácidos 
graxos livres e 
o apelo ambiental decorrente da 
utilização de processos mais 
brandos
Transesterificação Esterificação
Catálise enzimática
Lipases
material de partida não precisa ser 
livre de umidade ou de ácidos 
graxos livres
triacilglicerídeo hidrolases
podem catalisar reações de 
esterificação e de 
transesterificação, em presença de 
água, em um mesmo processo de 
síntese.
Transesterificação Esterificação
Catálise enzimática
Lipases triacilglicerídeo hidrolases
Catalisam a hidrólise dos 
triacilgliceróis em ácidos graxos, 
diacil gliceróis, monoacil gliceróis e 
glicerol.
Transesterificação Esterificação
Catálise enzimática
Transesterificação Esterificação
Catálise enzimática
Lipases
-Recuperação simples do glicerol;
-Transesterificação total dos ácidos 
graxos livres;
-Uso de condições brandas no 
processo;
-Inexistência de resíduos aquosos 
alcalinos;
Hidroesterificação
Matérias-primas com elevada acidez e alto teor de água
Ao invés de submeter a matéria-prima a 
etapas de purificação, de modo a possibilitar 
o processamento por esterificação ou 
transesterificação
acidez da matéria-prima e a 
contaminação por água não são 
relevantes
Hidroesterificação
Hidroesterificação
Processo de hidroesterificação
1
2
Hidroesterificação
1 Etapa de hidrólise
2 Esterificação
Enzima
Hidroesterificação
1 Etapa de hidrólise
2 Esterificação
Independente da acidez e da umidade da matéria-prima, o 
produto final da hidrólise possui acidez superior a 99%. 
Portanto, ao invés de diminuir a acidez através de um refino, 
a hidrólise aumenta propositadamente a acidez da matéria-
prima. Além disso, obtém-se uma glicerina muito mais pura 
que a glicerina advinda da transesterificação.
Hidroesterificação
1 Etapa de hidrólise
2 Esterificação
O biodiesel é gerado com elevada pureza, sem necessidade 
de etapas de lavagem que geram efluentes e elevado 
consumo de compostos químicos. Na reação também se 
obtém, como subproduto, a água, que retorna para o 
processo de hidrólise
Hidroesterificação
Matérias-primas:
materiais graxos de menor valor agregado
- Borras de ácidos graxos obtidas como subprodutos no 
processamento de óleos vegetais;
- Óleos após fritura;
- Materiais graxos captados em caixas de gorduras
Hidroesterificação
Fluxograma simplificado do processo de hidroesterificação
de materiais graxos de elevada acidez
Interesterificação
Produção de biodiesel e como subproduto, o 
glicerol já quimicamente modificado, sem a 
necessidade de processos complementares.
Interesterificação
Triacetina
líquido oleoso
-plastificante do acetato de celulose contido nos 
filtros para cigarros, 
-agente fixador em perfumaria, 
-solvente para especialidades químicas, 
-como fungicida, 
-na manufatura de cosméticos
-para o recobrimento de comprimidos de 
aplicação farmacêutica,
-melhorar as propriedades de combustíveis 
como diesel e biodiesel, tais como o ponto de 
fluidez e o perfil de emissão de materiais 
particulados. 
Pirólise - Craqueamento
Conversão de uma estrutura química orgânica em 
outra por meio de calor, em deficiência de oxigênio e 
na presença ou na ausência de catalisador. 
Triacilgliceróis
Pirólise
Decomposição 
térmica
Hidrocarbonetos e compostos 
oxigenados
Pirólise - Craqueamento
Quebra de ligações formando uma mistura de compostos 
constituída principalmente de hidrocarbonetos e, em menor 
quantidade, compostos oxigenados
Pirólise - Craqueamento
Aquecimento em ausência de oxigênio (pirólise) de 
compostos orgânicos provoca a quebra das cadeias 
originalmente presentes, resultando em uma mistura de 
moléculas com cadeias menores e alguns produtos de 
elevada massa molar.
As diversas moléculas menores formam uma mistura de 
hidrocarbonetos com características físico-químicas 
muito semelhantes àquelas dos combustíveis fósseis, 
constituindo um ótimo substituinte para geração de 
energia.
Pirólise - Craqueamento
Óleos
Pirólise Entre 300 °C e 500 °C
Pressão atmosférica
1 h
Biocombustível