Esterificação de ácido oleico com etanol por via enzimática em reator de leito fixo

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Soares, Carla de Aguiar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; immobilized lipases; esterification; fixed bed reactor; esterificação; lipase imobilizada; reator de leito fixo; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12035

Neste trabalho, foi estudada a reação de esterificação entre o ácido oleico e o etanol catalisada pela lipase comercial imobilizada Lipozyme RM IM em reator de leito fixo como uma pré-etapa ao processo convencional de produção de biodiesel a partir de óleos com alto índice de acidez. O experimento foi realizado em um reator de vidro de 0,71 mL de volume (DI 0,36 cm x 7 cm), empacotado com 0,1g da lipase, imerso em banho termostático e conectado a uma bomba peristáltica para permitir o fluxo ascendente da carga. Inicialmente, o efeito das variáveis: temperatura (30, 40, 50 e 60°C), tempo de residência (6,3, 13,1 e 26,6 min) e razão molar (1:1 e 1:2 ácido oleico/etanol) na carga foram investigados. Além disso, após o término dos experimentos, a enzima foi lavada com solvente e, então, sua atividade de esterificação foi medida e comparada à da enzima original. O consumo de ácido oleico nas reações foi determinado por volumetria de neutralização e por cromatografia em fase gasosa. As maiores conversões de ácido oleico foram observadas a 40 °C, tempo de residência de 26,6 min e concentração da carga de 1:1 molar ácido oleico/etanol. Nessas condições, a conversão de ácido oleico foi de 68,5 % no início da reação, e em 24h de reação, a conversão foi de 48,4%, e a atividade de esterificação da lipase reduziu em 43%. A queda da conversão da reação e da atividade catalítica foi atribuída principalmente à desnaturação da lipase causada pelo etanol e pela temperatura. Também foi avaliada a síntese enzimática de biodiesel a partir do óleo de soja refinado (IA 0,5 mgKOH.g-1) e de óleos ácidos, com índice de acidez (IA) de 10, 52 e 90 mgKOHg-1, cujos teores de ácido oleico correspondem a 4, 24 e 45% m/m, com etanol nas melhores condições reacionais previamente determinadas. O teor de ácido oleico no produto no início da reação com os óleos de IA 10, 52 e 90 foi de 2,4, 4,1 e 5,4 % m/m, respectivamente. Entretanto, com o decorrer da reação houve queda da conversão do ácido oleico devido à desativação do biocatalisador. Ademais, verificou-se que a reação de esterificação ocorreu em maior extensão que a de transesterificação. Assim, o sistema estudado foi eficiente para redução de ácido oleico livre presente nos óleos ácidos e estudos suplementares, visando manter altas conversões de ácido graxo livre por maior tempo de reação, mostram-se importantes