[001] Refere-se a presente invenção a um processo integrado para produção de biocombustíveis, através da aplicação das etapas de desemulsificação salina, destilação e esterificação integrada de ácidos graxos e seus derivados, mais especificamente a um processo envolvendo a quebra de emulsões estáveis de ácidos graxos e seus derivados através da utilização isolada ou conjunta de processos físicos, bem como da desemulsificação salina de resíduos gordurosos denominados de emulsões aquosas, desenvolvido de forma a promover uma destinação adequada para tais resíduos, tais como a utilização para a produção de biocombustíveis, mais especificadamente o biodiesel. O processo ora proposto emprega uma metodologia de purificação da matéria prima, a qual implica em melhores rendimentos na produção do biodiesel através de processos físicos, como peneiramento, filtrações e destilação da gordura extraída, seguida de processos de esterificação e transesterificação.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Resíduos gordurosos provenientes de caixas de gorduras, de rejeito de processamento industrial, de rejeito de processamento agrícola, de rejeito de processamento urbano, de gordura animal e das borras de refino de óleos vegetais encontram-se expostos sob a forma de óleos e gorduras e seus processos de degradação. A disposição inadequada desses resíduos em aterros sanitários e esgotos domésticos é prática comum (NETO et. al., 2000), sendo comumente encontrados emulsificados em caixas de gorduras, e que são também descartados posteriormente em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE ^' s), coletados por caminhões do tipo "papa fossa" em estabelecimentos comerciais ou domésticos.

[003] São conhecidos do estado da técnica vários processos relacionados com a quebra de emulsões de ácidos graxos com vista a sua posterior esterificação por catálise ácida. Tanto os triglicerídeos como os ácidos graxos apresentam forte caráter apolar em suas moléculas e, por esta razão, possuem limitada solubilidade em solventes polares, como, por exemplo, a água. Além disso, apresentam viscosidade relativamente alta. Tais características tornam esses compostos propensos a formar emulsões estáveis com a água, sobretudo os ácidos graxos, que possuem viscosidades tão altas que se apresentam , em sua maioria, na forma pastosa ou mesmo na forma sólida, à temperatura ambiente. Desta forma, as emulsões aquosas de ácidos graxos têm aspecto sólido, retendo no seu interior diversos tipos de substâncias, como, por exemplo, plásticos e papel entre outras, desde que estas estejam disponíveis no meio, como é o caso, por exemplo, das caixas de gordura e da escuma de esgoto.

[004] Como a presença de água inibe a reação de esterificação, uma vez que a mesma é reagente da reação inversa, a qual está em equilíbrio reversível com a de esterificação, a quebra de emulsão aquosa é imprescindível para que possa ocorrer o processo desejado. Essa quebra tem sido realizada pela extração da matéria graxa com um solvente apolar imiscível na água, mas com baixa viscosidade. Desta forma, a solução apolar resultante também apresenta baixa viscosidade, o que permite a coalescência das gotículas de água dispersas na emulsão e a consequente separação das fases: uma fase rica em ácidos graxos dissolvidos no solvente apolar, na parte superior, e outra aquosa mais densa na parte inferior.

[005] As emulsões são dispersões coloidais, constituídas por uma fase dispersante e uma fase dispersa. As emulsões recebem classificação de acordo com o tamanho de suas partículas, que variam de 0,02 a 0,2 micron, onde a fase dispersa pode ser sólida, líquida ou gasosa; o mesmo é considerado para a fase dispersante (SOUZA, 2003).

[006] Contudo, todas as técnicas aplicadas industrialmente utilizam a extração com solvente para separar o ácido graxo da fase aquosa. Verifica-se no estado da técnica que algumas patentes sobre desemulsificação utilizam outras formas, reagentes e destino de uso, diferentes das dos ácidos graxos, principalmente de resíduos, como por exemplo, a patente PI 0008561-8, que descreve o uso de resinas fenólicas e ácido acrílico para desemulsificar hidrocarbonetos e água. O pedido de patente PI 10001 13-1 descreve a metodologia de desemulsificação ácida, o que promove odores desagradáveis e a necessidade de equipamentos para retirar tais odores, além disso, ácidos fortes podem atacar a matéria orgânica da matéria prima promovendo alterações químicas e físicas da mesma. A patente PI 0603824-7 descreve metodologia usando solvente orgânico e lipase para a quebra de emulsões.

[007] Embora seja uma forma de separar a matéria graxa da água, a utilização da extração por solvente traz uma série de problemas para o processo como um todo. O primeiro deles está relacionado à dificuldade de recuperação do mesmo da matéria graxa, pois segundo a lei de Raoult, o ponto de ebulição da mistura binária contendo ainda parte do solvente volátil passa a ser próxima do ponto de ebulição dos ácidos graxos, e em alguns casos, superior a 350° Celsius. Esta temperatura é suficiente para a ocorrência de diversas reações laterais indesejáveis; além disso, representa um forte consumo de energia para o processo de recuperação. Outro importante problema que merece ser citado refere-se à captura de uma parcela do solvente na fase aquosa, devido à presença de substâncias emulsionantes que estão presentes naturalmente nos óleos e são adicionadas propositalmente em alguns casos, como nas pias de cozinha das casas, na forma de detergentes e sabões para facilitar o carreamento da matéria graxa na fase aquosa. Essas substâncias têm a capacidade de gerar miscelas apoiares dispersas na fase polar. Este fato dificulta bastante a recuperação do solvente na fase aquosa.

[008] Outro importante problema da extração com solvente volátil está relacionado a efeitos ambientais, dos quais dois deles merecem ser mencionados: a condição de poluentes hídricos e a evaporação. O primeiro se refere ao fato de que os solventes orgânicos são classificados como poluentes hídricos. Isto torna problemática a disposição final do rejeito aquoso do processo, pois o mesmo, como já foi mencionado, é contaminado com solvente orgânico, normalmente, o hexano. O outro efeito refere-se à perda do solvente para a atmosfera, pois o mesmo contribui para o processo do "smog fotoquímico", justamente um dos pontos fracos do biodiesel, uma vez que diversos estudos têm relacionado o uso do biodiesel, um combustível que pode ser obtido a partir da esterificação dos ácidos graxos, com o aumento das emissões de NOx, o outro reagente necessário para que possa ocorrer o "smog fotoquímico" e cujas consequências são nocivas para o ambiente das metrópoles.

[009] Pode ser mencionado, ainda, que a utilização de solventes inflamáveis aumenta bastante a preocupação com o risco de incêndio e explosão, bem como, gera a necessidade de realização de investimentos para prevenção e combate, no caso de sua ocorrência.

[010] Uma vez desemulsificada a matéria prima, isto é, extraída a matéria graxa da emulsão aquosa, ou obtida a partir da hidrólise térmica, enzimática ou por catálise química de mono-, di- e triglicerídeos, ou proveniente da escuma de esgotos, das caixas de gordura, de rejeito de processamento industrial, de rejeito de processamento agrícola, de rejeito de processamento urbano, de gordura animal tais como, sebo bovino, suíno, caprino, ovino e equino, óleo de peixe e gordura de galinha, pato e peru e das borras de refino de óleos vegetais, novos ou usados, brutos ou refinados, tais como, soja, canola, colza, palma, dendê, amendoim, girassol, algodão, oliva, coco, babaçu, canola, milho, mamoma, macaúba e pinhão manso, torna-se necessária a purificação da mesma.

[01 1] A Alcoólise ou esterificação de óleos e gorduras residuais são totalmente dependentes da qualidade do material em questão. Matérias graxas, tais como, soja, canola, colza, palma, dendê, amendoim, girassol, algodão, oliva, coco, babaçu, canola, milho, mamoma, macaúba e pinhão manso, usadas repetidamente em processos de fritura, ou proveniente da escuma de esgotos, das caixas de gordura, de rejeito de processamento industrial, de rejeito de processamento agrícola, de rejeito de processamento urbano, de gordura animal tais como, sebo bovino, suíno, caprino, ovino e equino, óleo de peixe e gordura de galinha, pato e peru e das borras de refino de óleos vegetais, novos ou usados, brutos ou refinados, sofre degradação por reações hidrolíticas e oxidativas, aceleradas pela alta temperatura do processo, ou por ação de bactérias, que são os principais responsáveis pela modificação das características físico-químicas e organolépticas dos óleos. Há aumento da viscosidade, acidez e rancidez provocando odores desagradáveis. A qualidade do biodiesel depende diretamente destes óleos e gorduras, pois impurezas contidas apresentam forte influência sobre a eficiência do processo de produção.

[012] Um dos aspectos da presente invenção envolve a forma de purificação do insumo usado, ou seja, na melhoria da qualidade da matéria prima em questão. Após a desemulsificação proposta nesta invenção das matérias graxas, tais como, soja, canola, colza, palma, dendê, amendoim, girassol, algodão, oliva, coco, babaçu, canola, milho, mamoma, macaúba e pinhão manso, usadas repetidamente em processos de fritura, ou proveniente da escuma de esgotos, das caixas de gordura, de rejeito de processamento industrial, de rejeito de processamento agrícola, de rejeito de processamento urbano, de gordura animal tais como, sebo bovino, suíno, caprino, ovino e equino, óleo de peixe e gordura de galinha, pato e peru e das borras de refino de óleos vegetais, novos ou usados, brutos ou refinados, que sofreram degradação por reações hidrolíticas e oxidativas, aceleradas pela alta temperatura do processo, ou por ação de bactérias e que foram separadas da fase aquosa, os ácidos graxos obtidos passam por processo de destilação em temperaturas que variam de 100°C até 350°C e vácuo entre 300 mmHg e 700 mmHg. Como a matéria graxa é composta por várias moléculas com tamanhos diferentes, ou seja, cadeias carbónicas que apresentam entre 6 e 24 carbonos, a destilação é conduzida com temperaturas variadas que começam por volta dos 100°C e terminam por volta de 350°C, iniciando a destilação pelos ácidos graxos de menor cadeia carbónica. Já o vácuo tem melhor eficácia quando os trabalhos são conduzidos entre 500 mmHg e 600 mmHg.

[013] Uma vez preparada a matéria prima, isto é, extraída a matéria graxa da emulsão aquosa, ou obtida da hidrólise térmica, enzimática ou por catálise química de mono-, di- e triglicerídeos e separada dos demais contaminantes como pedaços de plásticos e papel, através de processos físicos, como, peneiramento, filtrações e destilação, a esterificação propriamente dita pode ser efetuada. A esterificação por catálise ácida emprega temperaturas tipicamente entre 60° e 90° Celsius sob agitação e tempo de reação entre 3 e 7 horas. Além disso, adota-se, atualmente, como forma de melhorar a conversão dos reagentes em produto, o uso de excesso de álcool, que em alguns pedidos de patentes chega à razão de até 10/1 como na PI 0500333-4, ou até mais, como no pedido de patente PI 0301254-9, que preconiza até 15/1 como forma eficiente de proceder a conversão. Contudo, mesmo diante de todo este excesso estequiométrico de álcool a conversão em éster no pedido de patente PI 0301254-9 é de cerca de 60%. Este percentual é bem inferior ao expresso na resolução da ANP 007/2008 que passou a exigir teor de éster mínimo de 96,5% para que o combustível possa ser enquadrado como biodiesel no Brasil.

[014] Além de não garantir a especificação para biodiesel exigida no Brasil, a adoção de excesso de álcool muito elevado na rota por catalise ácida conduz a diversos inconvenientes no processo. O primeiro deles se refere à necessidade de reatores grandes o suficiente para conter toda a massa reacional, o que provoca um aumento no custo dos equipamentos. Outro inconveniente que pode ser citado está relacionado com o aumento de consumo de energia para aquecer a massa reacional até a temperatura de reação, assim como a energia adicional necessária para a recuperação do álcool em excesso, que é efetuada por meio de destilação. Vale mencionar que a adoção do excesso de álcool é justificada por dois fatores. Um deles é que à época dos depósitos das patentes mencionadas acima não havia uma especificação quanto ao teor mínimo de éster no combustível para que o mesmo pudesse ser enquadrado como biodiesel, o que só veio a ocorrer em 2008. O outro fator refere-se ao fato de que esta é a maneira mais usual de se aumentar a conversão sem a necessidade de retirar a água do meio reacional, a qual é formada com o desenvolvimento da própria reação e tende a reverter o processo em direção à formação dos reagentes.

[015] No processo proposto na presenta invenção, ou seja, processo integrado entre a desemulsificação da matéria graxa, purificação e esterificação da matéria prima, chegou-se a teores de éster na ordem de 97% utilizando um álcool de cadeia curta na ordem de 0,5/1 , demonstrando a eficácia do processo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[016] A presente invenção tem como objetivo o aproveitamento da matéria graxa que possui mais de cinco átomos de carbono e alto índice de acidez, seja ela obtida naturalmente, seja ela produzida a partir da hidrólise de glicerídeos, em reações de esterificação com álcoois de cadeia curta, ou mais especificamente, até cinco átomos de carbono, tais como, metanol, etanol, isopropanol e terc-butanol, por catálise ácida sem o emprego de solventes orgânicos inflamáveis, prejudiciais à saúde e ao meio ambiente na extração da matéria-prima. Ao invés disso, se disponibiliza a matéria graxa para o processo de esterificação através da quebra da emulsão aquosa por intermédio da utilização conjunta ou isoladamente de processos físicos de desemulsificação, tais como, uso de microondas (frequência entre 2,4 GHz e 2,5 GHz), de ultra- som (frequência entre 25KHz e 10MHz), da aplicação de campo elétrico com pulsos de corrente continuada ou com corrente alternada de até 10 KHz e gradiente de voltagem de até 10 KV/cm, do aquecimento com agitação vigorosa, uso de centrífugas para acelerar a separação de fases, dentre outros, ou ainda, do processo químico de redução do pH do meio reacional utilizando o próprio catalisador ácido da reação de esterificação, o qual pode ser residual deste, que tenha capacidade reacional para quebrar a emulsão, ainda que auxiliado por outros processos de separação das fases emulsionadas, como a desemulsificação salina utilizando solução de eletrólito, mais especificamente o Cloreto de Sódio (NaCI). Este procedimento é mais competitivo economicamente e ambientalmente mais adequado.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[017] A primeira etapa da presente invenção consiste na separação da matéria graxa dos demais contaminantes com intuído de torná-la adequada ao processo de esterificação. Algumas fontes de matéria graxa, como as provenientes das caixas de gorduras domésticas ou dos decantadores primários das estações de tratamento de esgotos, possuem teor de acidez entre 30% e 90%; já outras como as borras de refino de óleos vegetais possuem teores típicos da ordem de 30% a 70%. O aumento do teor de acidez está relacionado ao processo natural de degradação dos glicerídeos em ácidos graxos. Assim, quanto mais degradada a matéria-prima, maior o teor de acidez. Dentre os mecanismos que conduzem a essa degradação podem ser citados a rancidez oxidativa, que está relacionada à reação com o oxigénio do ar, e a rancidez hidrolítica, relacionada a enzimas que degradam o glicerídeo em meio aquoso. Quanto maior o teor de acidez, maior a viscosidade da matéria graxa e, portanto, maior a propensão de formar emulsões estáveis com solventes polares, em especial, a água. Assim, é comum a formação de emulsões de água e matéria graxa com teores de água, que variam entre 40% e 80%, com aspecto sólido e aprisionando em seu interior outros materiais como pedaços de madeira, papel, plásticos, até objetos de densidade bastante elevadas como areia, pequenas pedras e metal. Nestas condições, a emulsão não se presta para ser utilizada no processo de esterificação e, portanto, esses contaminantes precisam ser separados da matéria graxa.

[018] A estabilidade dessas emulsões é devida principalmente a dois fatores. O primeiro deles se refere a alta viscosidade da matéria graxa, que aumenta sensivelmente com a proporção de ácidos graxos presentes. Já o segundo fator está relacionado à ocorrência de substâncias emulsificantes que atuam na interface da água com a matéria graxa. Esses emulsificantes encontram-se naturalmente presentes nos óleos vegetais e até mesmo no petróleo, além disso, são adicionados propositalmente em alguns casos, como nas pias de cozinha para facilitar o carreamento da matéria graxa. Basicamente, os emulsificantes possuem em sua molécula uma parte polar, que tem afinidade com a água, e uma parte apolar, com afinidade com fase graxa. Com isto, eles formam micelas isolando a fase dispersa da fase dispersante. [019] Assim sendo, uma forma de quebrar a estabilidade de emulsões de matéria graxa com água é aquecer a emulsão, com agitação, até que a viscosidade da matéria graxa se reduza a ponto de permitir o movimento das partículas de água, que vão se encontrando para formar partículas maiores, e possa ocorrer a separação das fases. Contudo, frequentemente o aquecimento sozinho não é suficiente para quebrar a emulsão, devido à presença de agentes emulsificantes. A parte polar do agente emulsificante geralmente é formada por uma ligação com caráter iônico entre um átomo de carbono e um elemento químico fortemente eletropositivo. A ação do eletrólito na desemulsificação é de reduzir a espessura da dupla camada. Sua finalidade é atingida toda vez que a proteção coloidal de natureza eletrostática é quebrada ou reduzida. Com a redução da dupla camada, a partícula torna-se mais suscetível aos choques por ação do movimento browniano, que também é favorecido pela agitação, ocorrendo assim a coalescência e, consequentemente, a desemulsificação. A partícula coloidal, ao se mover dentro do fluido, sofre um cisalhamento em relação a este fluido. Esta força de cisalhamento não consegue arrancar algumas camadas do próprio fluido nem a película protetora, neste caso, formada pelo detergente, que recobre a partícula. Um meio rico em sais torna a espessura da dupla camada pequena ou nula, de modo que é fácil a agregação por simples colisão entre as partículas. Mesmo havendo uma carga superficial devido à película protetora, não será suficiente para evitar a colisão devida ao movimento browniano, também favorecido pela agitação mecânica, fazendo com que as partículas cheguem muito próximas umas das outras e, com a redução da dupla camada, as forças de van der Waals (forças de atração) superarão as forças coulombianas (cargas de mesmo sinal), ocorrendo a desemulsificação.

[020] O resultado desta reação é a formação de uma camada de sal iônico, geralmente solúvel, e um composto apolar insolúvel, ambos no meio aquoso e incapazes de formar micelas. Essas condições, ou seja, temperatura alta o suficiente para reduzir a viscosidade da matéria graxa e disponibilidade de sal para quebrar a dupla camada, são suficientes para despolarizar o emulsificante e a separação das fases pode ocorrer.

[021] A temperatura necessária para permitir a coalescência das gotículas depende da composição especifica da matéria graxa presente. Contudo, os valores frequentemente estão dentro da faixa de 60° a 90° Celsius, preferencialmente em torno de 70°C. Da mesma forma, a quantidade de sal (Cloreto de sódio - NaCI) necessária para se despolarizar os agentes desemulsificantes depende da concentração dos mesmos, frequentemente este valor fica entre 5% e 15% em peso da emulsão, preferencialmente em torno de 10%.

[022] Uma vez feito o aquecimento e a adição do sal, começa a ocorrer a coalescência das gotículas da fase dispersa e a consequente separação das fases. Neste ponto, deve-se deixar a emulsão decantar por um período que varia entre uma e vinte quatro horas, a uma temperatura entre 60° a 90° Celsius, preferencialmente cerca de três horas. O tempo de decantação vai depender da viscosidade, da densidade média da matéria graxa que está sendo separada e do grau de aproveitamento que se pretende atingir no processo de decantação. Como forma de acelerar a separação das fases pode ser utilizada uma centrífuga. Neste ponto pode-se fazer o peneiramento das impurezas da fase graxa. A malha da peneira vai depender do tamanho médio das impurezas, já que elas variam muito conforme a origem da matéria-prima empregada. Contudo, se verificou que a utilização de filtros complica sobre maneira o processo, sem conduzir a uma melhora no rendimento final, sendo, portanto, totalmente dispensáveis. Da mesma forma, a utilização de trituradores ou moinhos em uma etapa anterior à quebra da emulsão não conduziu a uma melhora no processo. A desemulsificação pode ser feita de forma contínua ou em batelada. No primeiro caso, devem-se utilizar centrífugas acopladas a peneiras com malhas adequadas ao tamanho dos contaminantes presentes na matéria-prima específica. Já no processo em batelada, a melhor forma de se promover a separação das fases é fazendo-se verter a matéria graxa por um vertedouro na parte superior do vaso através do aumento da pressão interna do equipamento. Isto pode ser conseguido com a injeção de água sob pressão no seu interior, ou com a expansão de um embolo ou qualquer outro equipamento que permita ou aumento do volume do ar comprimido dentro do vaso de desemulsificação, sem, contudo, deixar o ar escapar para a parte superior onde se deseja verter a matéria graxa desemulsificada. Desta forma, se consegue aumentar a pressão interna do vaso, expulsando assim a matéria-prima pelo vertedouro, ao mesmo tempo em que se faz o peneiramento da mesma sob pressão. Outra forma de separar matéria graxa das impurezas restantes é o uso de bombas de sucção, transferindo a matéria graxa para a próxima etapa de purificação.

[023] A desemulsificação ácida costuma liberar mau cheiro, problema que pode ser mitigado com o uso de chaminés altas, ou com a passagem dos gases exalados por filtros desodorizadores ou por qualquer outro método de desodorização disponível, casos em que os custos de operação seriam maiores que na construção de altas chaminés a qual requer aumento no investimento.

[024] A desemulsificação salina, principal aspecto da presente invenção, não exige o uso de recursos como chaminés ou desodorizadores, pois os mesmos são produzidos na desemulsificação ácida, para a dispersão de gases mau cheirosos e indesejáveis e sim serem transferidos para outro vaso na continuidade da purificação através de bomba de vácuo, sucção ou por qualquer outra metodologia descrita nesta invenção.

[025] Ácidos graxos são ácidos carboxílicos com uma longa cadeia alifática. Estes são, frequentemente, classificados pela ausência ou presença de insaturações. Os ácidos que contêm duas ou mais insaturações são chamados poli-insaturados e representados por símbolos numéricos como, por exemplo, C 18:2, que representa o acido linoleico, sendo que o primeiro número justaposto ao símbolo C indica o numero de átomos de carbono e o segundo número, a quantidade de duplas ligações. [026] A destilação é um método de separação baseado no fenómeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas. Em termos práticos, quando duas ou mais substâncias formam uma mistura líquida e homogénea, a destilação pode ser um método para separá-las. Basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si (ou seja, que os seus pontos de ebulição sejam relativamente afastados). É possível também fazer a separação de um líquido volátil de um sólido não volátil. O uso da destilação como método de separação é largamente utilizado pela indústria química moderna. Pode-se encontrá-la em quase todos os processos químicos industriais em fase líquida em que seja necessária uma purificação.

[027] O conhecimento das propriedades físicas e químicas dos ácidos graxos é um dos pré-requisitos para a produção industrial e aplicações técnicas. Propriedades termodinâmicas e de transporte são necessárias para o cálculo de transferência de calor, para os processos de separação por destilação e reações químicas.

[028] O comportamento de fusão é muito específico para cada ácido graxo. O ponto de fusão dos ácidos graxos depende do número de carbonos, do grau de saturação e da estrutura da cadeia. Em uma cadeia linear, o ponto de fusão dos ácidos graxos aumenta com o aumento da cadeia. Para ácidos graxos insaturados, o comportamento é mais complexo.

[029] O calor de vaporização e as propriedades relacionadas ao ponto de ebulição e pressão de vapor são muito importantes para a destilação de ácidos graxos e sua separação térmica por meio de destilação fracionada. Para evitar decomposição, os processos térmicos são realizados na menor temperatura possível sob vácuo (ULLMAN, 2003). A destilação da matéria graxa tem início em temperaturas por volta de 100°C, quando são vaporizados e extraídos os ácidos graxos de menores cadeias carbónicas, até temperaturas de 350°C em cadeias carbónicas consideradas grandes. O vácuo influencia diretamente na temperatura de destilação. Quanto maior o vácuo, menor a temperatura a ser utilizada, podendo variar entre -300 mmHg e -700 mmHg, preferencialmente utilizando valores entre -500 mmHg e -600 mmHg.

[030] Embora os trabalhos e estudos relacionados à destilação de ácidos graxos sejam bastante conhecidos, nenhuma documento do estado da arte, principalmente patente ou pedido de patente, utiliza matéria graxa de resíduos, tais como, escuma de esgotos, das caixas de gordura, de rejeito de processamento industrial, de rejeito de processamento agrícola, de rejeito de processamento urbano, de gordura animal tais como, sebo bovino, suíno, caprino, ovino e equino, óleo de peixe e gordura de galinha, pato e peru e das borras de refino de óleos vegetais, novos ou usados, brutos ou refinados, tais como, soja, canola, colza, palma, dendê, amendoim, girassol, algodão, oliva, coco, babaçu, canola, milho, mamoma, macaúba e pinhão manso, no intuito de purificar a matéria graxa. Através do processo de destilação são eliminadas todas as impurezas contidas na matéria graxa, obtendo, assim, matéria prima de boa qualidade para a transformação em biocombustível. [031] Estando o material graxo purificado e separado de seus contaminantes, procede-se a esterificação como será mostrado mais adiante. Uma vez destilada a matéria graxa, a mesma é composta basicamente de ácidos graxos e consequentemente a acidez é muito alta, em torno de 100%, não necessitando de processos de hidrólise, a qual serviria para a transformação de mono-, di-, e triglicerídeos em ácidos graxos.

[032] A preocupação com a qualidade da matéria prima se reflete na produção de biodiesel através da esterificação, pois serão necessárias menores quantidades de reagentes. Para melhorar a conversão dos reagentes em produto, o uso de excesso de álcool, ainda que em alguns pedidos de patentes do estado da técnica chega à razão de até 10/1 , como no caso do pedido PI 0500333-4, ou até mais, como no pedido de patente PI 0301254-9, que preconiza até 15/1 como forma eficiente de proceder a conversão, na presente invenção, proporções entre 0,5/1 até 2/1 álcool/gordura, são suficientes para a total conversão dos ácidos graxos em biodiesel.

[033] A esterificação se dá através da reação de ácidos graxos com álcool de cadeia curta, preferencialmente entre um e cinco carbonos, Tais como, metanol, etanol, n-propanol, n-butanol, sec-butanol, iso-butanol entre outros, na presença de catalisadores ácidos homogéneos, tais como, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido sulfônico, ácido metano-sulfônico e ácido tolueno-sulfônico, entre outros, ou heterogéneos que possuam estabilidade térmica e acidez de Bronsted e/ou Lews nas condições de realização de reação como, por exemplo, cloreto de cálcio, cloreto férrico, cloreto de zinco, sulfato férrico, zircônia sulfatada, ácido nióbico e as zeólitas, desde que possuam o hidrogénio como cátion de troca, na proporção entre 0,5% e 10%, preferencialmente entre 2% e 6%.

[034]A temperatura de reação é a temperatura de ebulição da mistura entre os reagentes, entre 60°C e 90°C, preferencialmente nas temperaturas entre 70°C e 80°C. O tempo da reação varia entre uma hora e sete horas, preferencialmente entre duas horas e cinco horas.

[035]Ao término da reação o produto é lavado e conduzido a transeterificação nas proporções entre 0,2/1 e 1/1 de álcool/ éster e catalisador alcalino, tais como, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, entre outros, e novamente lavado com água fria nas proporções entre 5% e 30%, preferencialmente nas proporções entre 10% e 20%. O biocombustível é, então, lavado e secado.