Anabela Videira

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Anabela Videira
Amigos do Ambiente
Escola Secundária Morgado Mateus
Vila Real / Vila Real
12º Ano - Química
7 alunos 1 professora
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O nosso trabalho consistiu na produção de
Biodisel a partir de óleos usados.
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A primeira etapa fizemos uma pesquisa sobre o
que é o Biodisel e a segunda etapa consistiu na
realização da actividade prático laboratorial,
todo o trabalho foi realizado durante o segundo
período. A seguir será introduzidos os
diapositivos do trabalho que elaboramos.
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Biodiesel
Escola Secundária/3 Morgado de Mateus Vila Real
Rua Dr. Sebastião Ribeiro 5000 VILA REAL
Trabalho realizado por Ana Filipa, Artur,
Bruna, Diogo, Inês, Paulo, Ricardo 12ºB
Ano Lectivo 2009/2010
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Introdução

• Os biocombustíveis deverão exercer um papel muito
  importante mundialmente no futuro, motivada
  principalmente por considerações de ordem
  ambiental, pela elevação dos preços do petróleo
  no mercado internacional e pela incerteza na
  oferta de combustíveis fósseis num médio e longo
  prazo.

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Biodiesel O que é?

• O biodiesel é uma mistura de ésteres metílicos ou
  etílicos de ácidos gordos e pode ser produzido a
  partir de uma grande variedade de óleos vegetais
  e gorduras animais, pelo processo de
  transesterificação de triglicerídeos com um
  álcool de cadeia curta (metanol ou etanol).
• O biodiesel constitui uma alternativa ao diesel,
  não obrigando os motores a sofrerem alterações
  significativas.
• Pode ser utilizado na forma pura (B100) e, devido
  a ser um produto miscível, em qualquer
  percentagem de mistura com diesel (B50, B20,
  etc.). Com a sua utilização, a vida útil de um
  motor pode aumentar, visto o biodiesel ser um
  óptimo lubrificante.

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Utilização de Biodiesel Vantagens e Desvantagens

• As principais vantagens do biodiesel são
• apresenta baixo risco de explosão (ponto de auto
  ignição 176ºC) o que permite fácil transporte e
  armazenamento
• é uma fonte de energia renovável que pode dar um
  contributo importante na redução do consumo dos
  combustíveis fósseis
• decompõe-se facilmente por via biológica em caso
  de acidente.

• As suas desvantagens são
• aumento das emissões de NOx
• elevada quantidade de glicerina obtida como
  subproduto da produção de biodiesel (que só
  consegue ser introduzida no mercado a preços
  inferiores aos actuais).

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Biodiesel Características e Processos Químicos

• A cor e o odor do biodiesel variam um pouco em
  relação ao óleo vegetal escolhido como
  matéria-prima. Em geral, o produto é amarelo
  podendo ser muito claro ou mesmo alaranjado. O
  odor é parecido com o do óleo vegetal de origem.
• Actualmente, o método utilizado na produção de
  biodiesel é a transesterificação de fontes
  biológicas renováveis tais como os óleos vegetais
  e as gorduras animais, com um álcool (metanol ou
  etanol), levando à formação de glicerina e de
  ésteres.

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Biodiesel - Transesterificação

• A transesterificação consiste na cisão de um
  éster quando reage com álcool, em geral o
  metanol, na presença de um catalisador.
• Os catalisadores mais utilizados são os
  hidróxidos alcalinos (NaOH ou KOH), carbonatos e
  metilatos ou etilatos de sódio ou potássio.  

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Biodiesel - Transesterificação
Triéster original
A Transesterificação
Biodiesel
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Biodiesel - Catálises
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Biodiesel - Catálises

• A sua produção pode ser através de catálise
  homogénea ou heterogénea. A catálise homogénea
  divide-se em catálise ácida ou básica, a
  heterogénea utiliza catalisadores heterogéneos
  como as enzimas, silicato de titânio, compostos
  de metais alcalino-terrosos, resinas
  permutadoras, entre outros.
• A catálise heterogénea é mais vantajosa pois
  obtém-se uma glicerina de maior pureza, mas
  apresenta custos mais elevados de investimento
  inicial, em virtude do elevado preço dos
  catalisadores, o que representa uma grande
  desvantagem.

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Biodiesel - Hidrólise

• Hidrólise é uma reacção química em que a água é
  utilizada ou gerada durante a quebra ou formação
  de um composto.
• Isso é alcançado pela quebra de uma ligação
  covalente no composto através da inserção de uma
  molécula de água ou álcool.
• Na produção de biodiesel, a hidrólise é
  utilizada quando se tem uma matéria-prima que
  apresenta uma grande quantidade de ácidos gordos
  livres e deseja-se convertê-la em biodiesel.

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 1ª ETAPA
•  
• SECAGEM E FILTRAÇÃO DO ÓLEO ALIMENTAR USADO (
  OAU)
• Esta etapa consiste no tratamento do óleo usado
  que vai ser usado como reagente na reacção de
  transesterificação. Utiliza-se o sulfato de
  magnésio anidro, pois este tem capacidade de
  absorver a água existente no OAU. A quantidade
  de sulfato de magnésio anidro é de 1g/100 ml de
  OAU.
• Para separar a mistura AO sulfato de magnésio
  e resíduos da fritura que se encontram no óleo
  utiliza-se uma filtração por sucção.
•  
• PROCEDIMENTO
• 1- Medir o OAU
• 2- Pesar a massa de MgSO4 anidro adequada para
  o volume de OAU anterior.
• 3- Transferir o OAU para o copo de precipitação
  de 150 ml
• 4- Adicionar o MgSO4 ao OAU
• 5- Introduzir a barra magnética no copo e colocar
  na placa de agitação
• 6- Deixar agitar a mistura durante 30 min
• 7- Filtrar a mistura por sucção
• 8- Transferir o OAU seco e filtrado para um
  frasco de vidro e rotular

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 1ª ETAPA
•  

Agitação
Filtração por sucção
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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 2ª ETAPA
•  
• MISTURA DO METANOL COM O CATALISADOR
•  
• O objectivo desta etapa é dissolver o hidróxido
  de sódio (catalisador) no metanol (reagente) .
• Relativamente ao cálculo da massa de hidróxido de
  sódio e do volume de metanol a usar, é de
  considerar as seguintes proporções para a
  mistura
• A quantidade de metanol depende da quantidade de
  OAU. Deve-se verificar a seguinte relação1000 ml
  de OAU para 200 ml de metanol.
• A quantidade de NaOH ( catalisador) depende da
  quantidade de OAU. Deve-se verificar a seguinte
  relação1000 g de OAU para 3,5 g de NaOH.
•  
• PROCEDIMENTO
• 1- Medir um certo volume de OAU seco e filtrado
  ou óleo alimentar puro ( OAP).
• 2- Determinar a massa do volume de OAU ou do
  OAP .
• 3- Calcular a massa de hidróxido de sódio (NaOH),
  através da relação acima referida .
• 4- Pesar a massa de hidróxido de sódio calculada.
• 5- Triturar o hidróxido de sódio até redução a
  pó.
• 6- Calcular o volume de metanol através da
  relação acima referida.
• 7- Medir o volume de metanol calculado.
• 8- Transferir o hidróxido de sódio e o metanol
  para um copo de precipitação.

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 2ª ETAPA - Resultados
•  

NaOH dissolvido em metanol
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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 3ª ETAPA
• REACÇÃO DE TRASESTERIFICAÇÃO
• O óleo alimentar, usado ou não, reage com o
  metanol na presença do hidróxido de sódio
  (catalisador) que tem por função aumentar a
  velocidade da reacção, formando-se biodiesel
  (produto da reacção) e glicerina (subproduto) e
  obtendo-se o catalisador. A duração da reacção é
  de cerca de trinta minutos e ocorre a uma
  temperatura de 64 ºC.
•  
• PROCEDIMENTO
• 1- Efectuar a montagem como indica a figura.
• 2- Transferir o óleo para o balão de duas
  tubuladuras de fundo redondo.
• 3- Colocar o balão com o óleo em banho-maria, e
  deixar aquecer até que o óleo atingir uma
  temperatura de 65º C .
• 4- Adicionar a mistura de hidróxido de sódio e
  metanol ao óleo aquecido.
• 5- Deixar a agitar a mistura anterior durante,
  pelo menos, 60 minutos, mantendo a temperatura
  da reacção entre os 65ºC - 68ºC.
• 6- Interromper o aquecimento e agitação após os
  60 minutos e transferir, com cuidado, para uma
  ampola de decantação e esperar que a temperatura
  baixe até a temperatura ambiente.
• 7- Registar as observações.

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usAdos Procedimento Experimental

• 3ª ETAPA
•  

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 4ª ETAPA
• SEPARAÇÃO DA GLICERINA DO BIODIESEL
•  
• Nesta etapa procede-se à separação da glicerina
  (fase mais densa e mais escura ) do biodiesel
  (fase menos densa e mais clara),por decantação,
  após arrefecimento dos produtos da reacção.
  Juntamente com a glicerina está misturado o
  catalisador.
•  
• PROCEDIMENTO
•  
• 1- Separar, por decantação , a glicerina do
  biodiesel , recolhendo as fracções em
  recipientes diferentes e devidamente rotulados.
• 2- Determinar o volume e a massa do biodiesel
  separado

Decantação
Glicerina
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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• LAVAGEM DO BIODIESEL
•  
• Nesta etapa, adiciona-se água ao biodiesel para
  remover vestígios de catalisador, metanol e
  glicerina. Por decantação separa-se a água da
  lavagem (fase mais densa) do biodiesel (fase
  menos densa). Realiza-se duas ou três lavagens.
• PROCEDIMENTO
•  
• 1ª Lavagem
• 1- Transferir o biodiesel para uma ampola de
  decantação.
• 2- Adicionar água destilada quente (mais ou menos
  a 40ºC) ao biodiesel contido na ampola de
  decantação.
• 3-Agitar a ampola correctamente.
• 4-Colocar a ampola no suporte e deixar repousar.
• 5-Separar, por decantação, a água de lavagem,
  fase inferior, do biodiesel.
• 2ª Lavagem
• 6-Repetir os passos 1 e 2.
• 7-Transferir o biodiesel para um recipiente.
• 8-Rotular o recipiente.

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 5ª ETAPA
•  

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental

• 6ª ETAPA
• SECAGEM E FILTRAÇÃO DO BIODIESEL LAVADO
•  
•  
• A secagem e filtração do biodiesel lavado é
  idêntica ao procedimento seguido na primeira
  etapa (secagem do óleo usado).

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Produção de Biodiesel a partir de óleos
alimentares usados Procedimento Experimental
7ª ETAPA VERIFICAÇÃO

• Usando o biodiesel obtido, colocamo-lo dentro
  de uma lamparina e acendemos a corda.
• Inferimos que obtivemos o biodiesel uma vez que
  a lamparina acendeu.

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Os alunos foram sempre envolvidos em todas as
decisões que se tinham de tomar. As dificuldades
encontradas relacionaram-se com o protocolo a
escolher para a produção do biodisel, pois o
primeiro que se escolheu não resultou em
laboratório, pelo que os alunos foram orientados
em analisar o que teria corrido mal e como
deveria ser substituído de forma a conseguir-se
um protocolo final. O trabalho foi desenvolvido
ao longo do 2º Período, primeiro com uma pesquisa
e de seguida com a parte laboratorial, esta
última decorreu aproximadamente durante uma
semana. As fotos estão incluídas nos diapositivos
anteriores.
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Os conceitos adquiridos pelos alunos estão
incluídos na unidade 2 Combustíveis, Energia e
ambiente no tema Combustíveis alternativos e
algumas alternativas aos combustíveis. Deste
modo, o projecto enquadra-se no plano de estudos
dos alunos. A divulgação do projecto será
realizada nos dias 7 e 8 de Junho na Semana da
Ciência que decorrerá na escola.
http--www_lamtec-id_com-img-projecto-info-biodiese
l2
http//www.scielo.br/scielo.php?scriptsci_arttext
pidS0100-40422007000500053
Simões,Teres a, Queirós, Maria Alexandra e
Simões, Maria Otilde. 2009. Química em contexto,
12º Ano. 1ª Edição, Porto Porto Editora