Optimization of methyl and ethyl esters synthesis from palm oil

Atualmente o óleo de soja é o mais utilizado para a produção de biodiesel, porém tem se buscado oleaginosas que possam suprir a demanda de óleo, dentre essas o dendê pode ser um possível substituto, devido ao rendimento em óleo ser superior ao da soja. Com o objetivo de obter ésteres metílicos e etílicos a partir do óleo de dendê, foram conduzidas reações de transesterificação por metanólise e etanólise, utilizando catálise homogênea com metóxido de sódio (CH3ONa) e etóxido de sódio (CH3CH2ONa), buscando a otimização das condições para obtenção de biodiesel atendendo às especificações da ANP resolução 14 de 11 de maio de 2012. Para escolha e combinação dos parâmetros da transesterificação foi utilizado planejamento experimental 33, envolvendo três variáveis: razão molar álcool:triglicerídeo do óleo; tempo de reação e quantidade de catalisador em resposta ao rendimento de ésteres. O produto de cada reação de transesterificação foi tratado para purificação e depois submetido às análises físico-químicas de acordo com as normas vigentes no Brasil para caracterização do biodiesel. As melhores condições de rendimento em massa acima de 90% no caso de metanólise foram razão molar de metanol:óleo de 7,5:1; 1,0% de CH3ONa; e tempo de reação igual a 90 min. No caso da etanólise, condição em que o rendimento atinge 89% em massa, foi a razão molar etanol:óleo de 9:1; 0,875% de CH3CH2ONa; e tempo de reação igual a 90 min. Os ésteres metílicos obtidos na condição otimizada foram submetidos aos em.+saios para biodiesel e não atenderam ao padrão para teor de água (321,27 mg kg-1), que foi superior ao do biodiesel comercial (200,0 mg kg-1). Os ésteres etílicos não atenderam à legislação quanto ao teor de água (335,4 mg kg-1), percentual de ésteres (80,2%) e glicerina livre (0,03%) enquanto os limites para o biodiesel comercial são de 96,5% para o percentual de ésteres e de 0,02% para glicerina livre. Currently soybean oil is the major raw material used for biodiesel production, however alternative oilseeds have been researched to satisfy the oil need, among which, palm is a promissing crop, because of its higher oil yield. Aiming at methyl and ethyl esters obtention from palm oil, was synthesyzed by transesterification reactions performing the methanolysis and ethanolysis, under homogeneous basic catalysis, using sodium methoxide (CH3ONa) and sodium ethoxide (CH3CH2ONa), aiming at the optimization of the biodiesel production process meeting the requirements of the ANP resolution 14, from May 11, 2012. Three variables molar ratio oil:alcohol; reation time and catalyst amount, were optimized using an experimental design 33 as function of one response, mass yield. The transesterification reaction product was treated and characterized by current Brazilian standards. It was observed that the best conditions in order to obtain a mass yield above 90%, for methanolysis, was methanol:oil ratio of 7.5:1; 1.0 of CH3ONa and reaction time of 90 min. For ethanolysis, the optimized conditions, where mass yield can achieve 89%, was molar ratio ethanol :oil of 9:1; 0.875% of CH3CH2ONa and 90 min of reaction. Methyl esters obtained under optimized conditions didn't meet the stardard requirements regarding, water content (321.27 mg kg-1), which was above the Brazilian Standards (200.0 mg kg-1). Ethyl esters didn't meet the requirements of the standards for water content (335,4 mg kg-1), esters content (80.2%) and free glycerol (0.03%), which for commercial biodiesel, are 96.5% for ester content and 0.02% for free glycerin.