Biodiesel a partir de óleos vegetais

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Óleo Vegetal
Fonte: http/slideplayer.com.br/slide/292737/
O óleo vegetal é uma gordura extraída geralmente das sementes das plantas, mas de matéria-prima possível para a fabricação é possível fazer uso de uma série de espécies de vegetais tais como: sementes de girassol, cana-de-açúcar, mamona, amendoim, biomassa florestal, resíduo orgânico, etc. Exemplos comuns desses óleos são o azeite de oliva e o óleo de soja.
Sua aplicação é ampla e varia desde ser utilizado como óleo de cozinha até ser usado em pintura, lubrificante, cosméticos, no ramo farmacêutico, iluminação, uso industrial e como combustível.
Biodiesel
O biodiesel é um dos vários biocombustíveis existentes atualmente, combustível que se caracteriza como um combustível de origem biológica que é renovável e biodegradável. Portanto é combustível de origem não fóssil como o petróleo.
Falando em sua estrutura química, o biodiesel é um éster de ácido graxo, sendo éster o produto de uma reação química entre um álcool e um oxiácido, e sendo ácido graxo um ácido carboxílico (COOH) de cadeia aberta ou esterificada. 
Em questão de qualidade do biodiesel, o óleo escolhido para sua produção não precisa ser especificado, o critério interessante na questão é unicamente as propriedades físico-químicas do produto final que determina um comportamento adequado em um motor de ciclo Diesel. Sendo assim indefere a fonte da onde se obtém o mesmo.
O biodiesel difere-se do diesel principalmente pelo seu efeito menos devastador da natureza através da diminuição dos gases prejudiciais à natureza resultantes em um processo de combustão. O produto da reação com biodiesel em relação ao diesel, possui uma quantidade de dióxido de carbono (CO2) menor, a massa evitada liberada na atmosfera da molécula é de aproximadamente 2 kg por litro de biodiesel. A taxa de Monóxido de carbono (CO) cai em torno de 50% e o dióxido de enxofre (SO2) chega a diminuir 99% de uma reação comum em um motor utilizando apenas diesel comum.
Outra vantagem ainda é o fato de que o uso do biodiesel diminui significamente a contaminação da água, pois no processo de fabricação pode ser usado resíduos de óleos já utilizados, evitando-se assim que esses óleos sejam despejados na natureza. Quando se considera que apenas uma única gota de óleo, esta contamina sozinha 25 litros de água, tornando-a imprópria para o consumo além de contribuir para proliferação de microorganismos patológicos, consequentemente o aumento de doenças. 
De contribuição para um planeta sustentável, temos ainda o fato de que o biodiesel nasce fundamentalmente de vegetais de diversas culturas, para sua produção, assim como é com o etanol, faz-se necessário o plantio de amplas áreas de cultivo. Essa vegetação como todas as outras realiza fotossíntese absorvendo assim gás carbônico e aumentando a taxa de oxigênio da atmosfera.
Todos esses dados na devida situação atual do planeta fazem o biodiesel ter seu devido valor comercial, esses dados nos dão uma boa idéia do benefício do uso do biodiesel em troca do tradicional diesel derivado do petróleo.
Suas propriedades básicas podemos citar sua cor transparente em tons de verde amarelado à castanho claro, insolúvel em água, odor parecido com os dos óleos vegetais utilizados, não corrosivo, densidade menor que a da água, entre outras.
Processo de Obtenção do Biodiesel
A obtenção do biodiesel é possível por três maneiras distintas, craqueamento, esterificação e transesterificação, sendo este último processo o mais comum em prática. Em resumo a transesterificação é uma reação química em que um éster e um álcool extraído de algum óleo vegetal produz, em uma reação acelerada por meio de um catalisador, um novo éster e um novo álcool. Este novo éster produzido é então o chamado biodiesel. 
Este processo foi conduzido pela primeira vez em 1853, pelos cientistas E. Duffy e J. Patrick, muitos anos antes do motor de ciclo diesel entrar em funcionamento. O motor a Diesel viria a ser desenvolvido somente posteriormente pelo alemão Rudolf Diesel em 1983.
A seguir o esquema do chamado ciclo combustível-planta:
Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/biodiesel/
O que se segue é um dos possíveis esquemas de transesterificação sendo mostrado em um fluxograma:
Esse processo pode ser resumido como a separação da glicerina do óleo vegetal. 20% de uma molécula de óleo vegetal é constituída pela glicerina, que por sua vez tem mais densidade e viscosidade. Assim que ela é retirada o biodiesel está formado sendo obviamente um líquido menos denso e viscoso.
Nesse outro esquema vemos uma forma mais sustentável de transesterificação, já que é utilizado etanol ao invés de metanol com soda cáustica:
Fonte: https://www.biodieselbr.com/biodiesel/processo-producao/biodiesel-processo-producao.html
Pós transesterificação, a glicerina, os reagentes em excesso e o elemento químico usado como catalisador são separados do biodiesel. A glicerina pode ser separada por decantação ou por centrifugação, enquanto que o resto é separado por lavagem com água ou com silicato de magnésio por meio de filtragem ou destilação.
Aplicações 
Foi na África do Sul que esse combustível foi primeiramente utilizado como alternativa energética, com o objetivo de diminuição de custos já que na época o carvão era a principal fonte de energia, e era necessário ser importado até então. No Brasil o produto começou em torno de 1960 sendo usado o café como matéria-prima. Porém nessa época o que tinha valor comercial não era o éster etílico (biodiesel), mas sim a glicerina, outro material resultante do processo de criação do biodiesel. O biodiesel era então somente a sobra do processo, não tendo tanta importância.
Muitas vezes referem-se a mistura de diesel com biodiesel como biodiesel, o que causa uma certa confusão, por isso existe uma certa nomenclatura referente aos diversos biodiesel existentes. A nomenclatura é muito simples e se dá da seguinte maneira, a letra B maiúscula seguida de um determinado número, esse número determinará a porcentagem de biodiesel presente na mistura, exemplo: B15 é uma mistura diesel-biodiesel onde se encontra 15% de biodiesel na composição, B100 podemos considerar, por questão didática, como uma mistura onde se tem 100% de biodiesel, e assim sucessivamente para todo e qualquer valor de 0 a 100.
Então vemos que o biodiesel é empregado muitas vezes junto do diesel, podendo operar seguramente em motores de ciclo diesel do ramo automotivo, sendo necessárias apenas algumas pequenas mudanças para melhora geral da confiabilidade do motor.
No ramo ferroviário são vários os casos de biodiesel sendo aplicado, na maioria das vezes usando-se 15-20% de biodiesel na mistura, porém há casos de trens operando 100% com biodiesel já a quase uma década. Porém o uso ainda é pequeno comparado a outras fontes de energia, principalmente quando se considera o B100.
No campo aeronáutico já foram realizado voos utilizando-se B100 porém ainda é pouco aplicado. E vemos também o biodiesel sendo usado como combustível para caldeiras, tanto residenciais como industriais. 
Na Alemanha no ano de 2003, já havia mais de 800 postos de combustíveis que vendiam biodiesel puro (B100). 
Mercado Brasileiro
O Brasil quanto ao biodiesel tem uma forte vantagem para sua produção, o país é o segundo maior produtor de óleo de soja além de possuir uma grande quantidade de outras matérias-primas com potencial de fonte de produção. Outro fato é que o Brasil também é um dos maiores consumidores do produto.
Há algum tempo que o governo brasileiro vem investindo no desenvolvimento do biodiesel, pois com o aumento da produção interna diminuiria consequentemente a necessidade de importação de diesel do exterior.
No Brasil o álcool utilizado no processo de transesterificação é o álcool etílico (etanol) que também é um produto renovável. Fato esse que faz o Brasil ter uma postura importante no mundo quando se fala em sustentabilidade.
O país desde a década de 1920 vem pesquisando e estudando a implementação do biodieselno mercado interno, no entanto somente a partir de 1983, por causa do aumento excessivo do petróleo, foi testado o biodiesel em veículos que ultrapassaram a margem de mais de um milhão de quilômetros rodados. Como resultado ficou claro que o biodiesel era vantajoso, porém por uma questão financeira não foi aplicado. Somente a partir do ano 2000 que começaria a real implementação do biodiesel no Brasil.
Vemos abaixo que a partir de 2006 que começou a se tornar relevante o biodiesel aqui no país. E que a partir de 2010 a 2013 a produção ficou estável.
Fonte: http://www.cientec.rs.gov.br/?model=conteudo&menu=110&id=1947
Abaixo vemos o programa de implementação e regulamentação do governo brasileiro sobre biodiesel no mercado nacional. Com isso nota-se que o presente diesel comercializado é o B7, isto é, 7% do diesel é composto de biodiesel.
Fonte: https://www.biodieselbr.com/biodiesel/definicao/o-que-e-biodiesel.htm
No Brasil quanto aos óleos mais comuns empregados para a produção do biodiesel é o óleo de soja, correspondendo a 75%, gordura animal, correspondendo a 20%, e o dendê (óleo de palma), algodão e canoa, correspondendo ao restante do total.
Conclusão
O biodiesel vem ao mercado como uma alternativa viável, lucrativa em diversos níveis e com potencial maior até do que do mais conhecido biocombustível brasileiro, o etanol. Futuramente, com maior aplicação, reduzirá consideravelmente a emissão de poluentes na atmosfera aumentando com isso, somado a outros fatores, a qualidade de vida da população promovendo também a melhora do meio ambiente.
É interessante por fim, ressaltar uma reflexão do criador do ciclo diesel, Rudolf Diesel acerca do biodiesel. Algumas palavras de Rudolf Diesel acerca de seu invento:
"O motor a diesel pode ser alimentado por óleos vegetais, e ajudará no desenvolvimento agrário dos países que vierem a utilizá-lo. O uso de óleos vegetais como combustível pode parecer insignificante hoje em dia. Mas com o tempo irão se tornar tão importante quanto o petróleo e o carvão são atualmente."
Bibliografia
http://www.petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/areas-de-atuacao/producao-de-biocombustiveis/
https://docente.ifrn.edu.br/hannielfreitas/disciplinas/tecnologia-de-producao-de-biomassa-energetica/Capitulo%201%20-%20Tipos%20e%20as%20Geracoes%20dos%20Biocombustiveis.pdf
http://www.suapesquisa.com/o_que_e/biocombustiveis.htm
http://www.infoescola.com/quimica/biodiesel/
http://projbiodiesel.blogspot.com.br/2013/04/quando-o-biodiesel-comecou-ser-utilizado.html
http://projbiodiesel.blogspot.com.br/2013/04/como-surgiu-o-biodiesel.html
http://projbiodiesel.blogspot.com.br/2013/04/biodiesel-no-mundo.html
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-70542008000500035
https://pt.wikipedia.org/wiki/Biodiesel
http://slideplayer.com.br/slide/51956/
https://www.biodieselbr.com/biodiesel/processo-producao/biodiesel-processo-producao.htm