Quais são os tipos de catalizadores e os principais álcoois utilizados na síntese de biodiesel?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são os tipos de catalizadores empregados na reação de transesterificação de óleos (triglicerídeos) para obtenção de biodiesel, e quais os álcoois mais usados nesse processo. Para resolver, vamos revisar o mecanismo geral da transesterificação, classificar os catalizadores conforme sua fase e natureza (homogêneos, heterogêneos e enzimáticos) e, em seguida, indicar os álcoois típicos aplicados.
Passo 2
A transesterificação consiste em reagir um triglicerídeo com um álcool para formar ésteres de ácidos graxos (biodiesel) e glicerol. Os catalizadores homogêneos atuam dissolvidos na fase líquida e dividem-se em duas classes principais:
– Base homogênea: promovem rápida conversão em temperaturas moderadas (
–
C). Exemplos típicos são
e
, usados na faixa de
–
% em massa de óleo.
– Ácido homogêneo: úteis quando o óleo apresenta alto teor de ácidos graxos livres, pois evitam a formação de sabão. O mais comum é o ácido sulfúrico (
–
% em massa).
– Ácido homogêneo: úteis quando o óleo apresenta alto teor de ácidos graxos livres, pois evitam a formação de sabão. O mais comum é o ácido sulfúrico
Passo 3
Os catalizadores heterogêneos permanecem na fase sólida e podem ser recuperados e reutilizados, reduzindo o esforço de purificação do biodiesel:
– Bases sólidas: como óxido de cálcio
, óxido de magnésio
ou misturas
. São estáveis, mas sensíveis à umidade e podem exigir pré-tratamento do óleo.
– Ácidos sólidos: incluem resinas sulfonadas (– em matriz orgânica ou carbono sulfonado) e zeólitas trocadoras de íons. Funcionam bem com gorduras de alto teor de ácidos livres.
– Ácidos sólidos: incluem resinas sulfonadas (–
Passo 4
Os biocatalisadores (enzimas lipases) permitem operar em condições brandas (
–
C) e evitam a formação de sabão, mas têm custo elevado e sensibilidade à inibição por glicerol. Lipases imobilizadas de cepas como Candida antarctica são exemplos de aplicação industrial em pequena escala.
Passo 5
Quanto ao álcool, os mais empregados são aqueles de cadeia curta, para favorecer cinética rápida e fácil separação do glicerol:
– Metanol: é o mais usado (reação rápida, baixo custo, obtém-se éster de metila).
– Etanol: mais renovável, forma éster de etila, mas a reação tende a ser mais lenta e há azeótropos que dificultam a recuperação.
Outros álcoois como -propanol,
-propanol ou
-butanol aparecem em estudos, mas em escala reduzida devido a custos e viscosidades maiores.
– Etanol: mais renovável, forma éster de etila, mas a reação tende a ser mais lenta e há azeótropos que dificultam a recuperação.
Outros álcoois como
Resposta
Tipos de catalizadores:
. Homogêneos – bases (
,
) e ácidos (
).
. Heterogêneos – bases sólidas (
,
, misturas), ácidos sólidos (resinas sulfonadas, zeólitas).
. Biocatalisadores – lipases imobilizadas.
Principais álcoois: metanol e etanol (e, em menor escala, propanol e butanol).