Produção de ésteres leves derivados de óleo de amêndoa de macaúba para potencial aplicação como biocombustível de aviação

Abstract

In recent decades, as a result of rapid global economic growth and greater accessibility to tickets, there has been a significant increase in the demand for air transport. It is estimated that the aviation industry will grow exponentially in the coming years, with a projected tripling in the number of passengers by 2030. Aviation is one of the sectors that most influence the socioeconomic indicators of airport regions and countries is considered an engine of globalization. On the other hand, with the growth of air travel, there is a worldwide concern about CO2 information, since the sector is responsible for about 2% of all supplied in the world, with a forecast of 5% growth by 2050. In this context, the production of sustainable biofuels, which have characteristics similar to traditional aviation fuel, called aviation kerosene (QAV1), are a viable alternative for decarbonization without being mandatory in aircraft engines. In this sense, macaúba almond oil (Acronomia Aculeata) has a strong potential for the production of aviation biokerosene, due to its high concentration in short-chain fatty acids (C8: 0, C10: 0, C12: 0, and C14: 0 ) Thus, the present work proposes a route to obtain light biodiesel derived from macaúba almond oil, via methyl transesterification by homogeneous catalysis, followed by atmospheric distillation, obtaining six fractions of methyl esters. The fractions richer in C8: 0, C10: 0, C12: 0, and C14: 0 should be used as aviation fuel in mixtures with QAV-1. The efficiency of transesterification and atmospheric distillation, an ester composition of the biodiesel produced and its fractions provided by gas chromatography. To check the quality, a determination of the specific mass at 20 °C of the distilled fractions was also carried out. Biodiesel distributes from macaúba almond oil a composition mostly concentrated in leaf esters. For light biodiesel, the distillation increased the concentration of ester levels from 63.47% to 84.74%, while the values of higher chain esters (C16: 0 and C18: 0) decreased about synthesized biodiesel, corresponding to values comparable to conventional aviation fuel. The results obtained showed potential for the application of light macaúba almond biodiesel as an alternative aviation fuel, which will help to minimize dependence on oil and, consequently, reduce the environmental risks involved.

Nas últimas décadas, em decorrência do rápido crescimento econômico global e maior acessibilidade às passagens aéreas, houve significativo aumento na demanda pelo transporte aéreo. Estima-se que a indústria de aviação cresça exponencialmente nos próximos anos, com projeção de triplicação nos números de passageiros até 2030. A aviação é um dos setores que mais influenciam nos indicadores socioeconômicos de regiões aeroportuárias e de países, sendo considerado um motor de globalização. Por outro lado, com o crescimento das viagens aéreas, surge a preocupação mundial sobre as emissões de CO2, visto que o setor é responsável por cerca de 2% de todas as emissões do mundo, com previsão de crescimento para 5% até 2050. Neste contexto, a produção de biocombustíveis sustentáveis que possuem características semelhantes ao combustível tradicional de aviação, denominado querosene de aviação (QAV-1), são uma alternativa viável para a descarbonização sem que sejam necessárias modificações nos motores das aeronaves. Nesse sentido, o óleo de amêndoa de macaúba (Acronomia Aculeata) apresenta forte potencial para a produção de bioquerosene de aviação, devido sua alta concentração em ácidos graxos de cadeia curta (C8:0, C10:0, C12:0 e C14:0). Dessa forma, o presente trabalho propõe uma rota de obtenção de biodiesel leve derivado do óleo de amêndoa de macaúba, via transesterificação metílica por catálise homogênea, seguida de destilação atmosférica, obtendo-se seis frações de ésteres metílicos. As frações mais ricas em C8:0, C10:0, C12:0 e C14:0 devem ser utilizadas como combustível de aviação em misturas com QAV-1. A eficiência da transesterificação e da destilação atmosférica, a composição em ésteres do biodiesel produzido e suas frações foi determinada por cromatografia gasosa. Para verificação da qualidade, também foi realizada a determinação da massa específica a 20 °C das frações destiladas. O biodiesel obtido a partir do óleo de amêndoa de macaúba apresentou composição concentrada majoritamente em ésteres leves. Para o biodiesel leve, a destilação evoluiu a concentração de ésteres leves de 63,47% para 84,74%, enquanto os valores de ésteres de maior cadeia (C16:0 e C18:0) diminuiu em relação ao biodiesel sintetizado, correspondendo a valores comparáveis ao combustível convencional de aviação. Os resultados obtidos apresentaram potencial de aplicação do biodiesel leve de amêndoa de macaúba como combustível alternativo de aviação, o que irá contribuir para minimizar a dependência do petróleo e, consequentemente, diminuir os riscos ambientais envolvidos.