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Type: Dissertação
Title: Síntese enzimática de ésteres metílicos a partir de óleo de soja bruto
Author: Steinke, Gleiciéli
First advisor: Bender, João Paulo
Resume: O biodiesel caracteriza-se como uma opção vantajosa para substituição do diesel mineral. Entretanto, o método empregado industrialmente, a transesterificação alcalina, acaba por gerar grande volume de efluentes e limita-se ao uso de matérias-primas com alto valor agregado, tornando-o menos competitivo ao diesel mineral. Uma alternativa para o método convencional de produção do biodiesel é a hidroesterificação enzimática, pois além de permitir a utilização de matérias-primas de baixo custo, o uso de enzimas como catalisadores apresenta alta eficiência catalítica em condições brandas de reação, biodegradabilidade, reutilização da enzima e redução do volume de resíduos. Diante do exposto, o presente trabalho teve por objetivo principal a produção de ésteres metílicos por meio do processo de hidroesterificação do óleo de soja bruto, utilizando os seguintes catalisadores enzimáticos NS 40116, Lecitase Ultra e Quara LowP, adquiridas junto à Novozymes. Para a realização deste estudo, inicialmente realizou-se ensaios de hidrólises com 100g de óleo de soja bruto, 4% (em base mássica de óleo) de água, a 45°C, 200 rpm com 10 horas de reação empregando-se diferentes concentrações e combinações de catalisadores. Obteve-se o melhor resultado, índice de acidez de 30,80%, empregando-se de forma combinada 5000ppm de NS40116 e 50ppm de LowP. Numa segunda etapa, testes de hidroesterificação foram realizados também em diferentes combinações e concentrações de catalisadores, nas seguintes condições de processo: 100 g de óleo de soja bruto, 2% (em base mássica de óleo) de água, 1,5 equivalente de metanol - adicionado gradualmente ao longo da reação em 12 adições, a 45°C e 200rpm. A melhor condição experimental foi encontrada empregando-se, de forma combinada, 5000ppm de NS 40116 e 50ppm de Quara LowP em 72 horas de reação, obtendo-se um porcentual de glicerina combinada de 0,045% e uma redução de 88,28% do teor de fósforo. Além disso, comparou-se este resultado com o obtido por um ensaio em duas etapas, realizando-se primeiramente uma degomagem catalisada pela enzima Quara LowP, seguida de hidroesterificação catalisada pela NS 40116, obtendo-se uma redução de 89,57% de fósforo. Contudo, sob o ponto de vista industrial, este processo torna-se inviável, pois além de envolver mais etapas empregou-se temperaturas maiores. Os resultados obtidos evidenciaram que a hidroesterificação enzimática em uma única etapa é uma metodologia promissora para a produção de biodiesel utilizando matéria-prima alternativa (óleo de soja bruto).
Abstract: Biodiesel is characterized as an advantageous option for replacement of mineral diesel. However, the industrially used method, alkaline transesterification, generates a large volume of effluents and is limited to the use of raw materials with high added value, making it less competitive with mineral diesel. An alternative to the conventional method of biodiesel production is the enzymatic hydroesterification. In addition to allowing the use of low cost raw materials, the use of enzymes as catalysts has high catalytic efficiency under mild reaction conditions, biodegradability, reuse of the enzyme and reducing the volume of waste. Considering the above, the main objective of the present work was the production of methyl esters by the hydroesterification process of crude soybean oil, using the following enzymatic catalysts NS 40116, Lecitase Ultra and Quara LowP, purchased from Novozymes. In order to carry out this study, hydrolysis tests were initially carried out with 100 g of crude soybean oil, 4% (water-based oil), at 45°C, 200 rpm with 10 hours of reaction using different concentrations and combinations of catalysts. The best result, acidity index of 30.80% was obtained, using 5000ppm of NS40116 and 50ppm of LowP in a combined form. In a second step, hydrothermalification tests were also performed in different combinations and catalyst concentrations, under the following process conditions: 100 g of crude soybean oil, 2% (in water oil base), 1.5 equivalent of methanol - added gradually over the reaction in 12 additions, at 45 °C and 200rpm. The best experimental condition was found using 5000ppm of NS 40116 and 50ppm of Quara LowP in a combined 72 hours of reaction, yielding a combined percentage of glycerol of 0.045% and a reduction of 88.28% of the content of phosphorus. In addition, this result was compared with that obtained by a two-step assay, first performing a degumming catalyzed by the enzyme Quara LowP, followed by hydroesterification catalysed by NS 40116, obtaining a reduction of 89.57% of phosphorus. However, from the industrial point of view, this process becomes impracticable, since in addition to involving more stages we used higher temperatures. The results obtained evidenced that the enzymatic hydroesterification in a single step is a promising methodology for the production of biodiesel using alternative raw material (crude soybean oil).
Keywords: Combustíveis alternativos
Processos químicos
Lipase
Fosfolipase
Biocombustíveis
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Laranjeiras do Sul
Name of Program of Postgraduate studies: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/2157
Issue Date: 2018
metadata.dc.level: Mestrado
Appears in Collections:Ciência e Tecnologia de Alimentos

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