Produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura e sua valorização química: transesterificação, epoxidação e análise experimental

O óleo residual de fritura constitui uma matéria-prima lipídica de baixo custo e elevada disponibilidade, cujo aproveitamento contribui para a mitigação de impactos ambientais associados ao seu descarte inadequado. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo investigar a produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura e sua posterior valorização química por meio da epoxidação dos ésteres graxos, adotando uma abordagem integrada alinhada aos princípios da economia circular e da biorrefinaria. Inicialmente, avaliou-se a transesterificação alcalina do óleo residual pelas rotas metílica e etílica, empregando planejamento experimental composto central rotacional (DCCR 2³) e modelagem estatística para análise das variáveis operacionais. Os resultados demonstraram elevada eficiência de conversão em ambas as rotas, com teores máximos de ésteres de aproximadamente 97,5% (rota metílica) e 99,3% (rota etílica), atendendo às especificações normativas vigentes. A análise estatística indicou que o teor de catalisador foi a variável de maior efeito significativo, com influência quadrática predominante. A rota metílica vi apresentou melhor ajuste dos modelos (R² superior e ausência de falta de ajuste significativa), indicando maior robustez e previsibilidade operacional, enquanto a rota etílica apresentou maior dispersão dos dados e sensibilidade às condições de processo, associada a efeitos de miscibilidade e formação de emulsões. A modelagem permitiu a definição de regiões operacionais ótimas e a compreensão das limitações de cada rota. Na etapa subsequente, os biodieseis obtidos foram submetidos à epoxidação utilizando ácido peracético gerado in situ. A conversão das ligações duplas foi monitorada por Espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio quantitativa (¹H RMN), evidenciando comportamento não linear em função da Concentração de agente oxidante. Foram obtidas conversões máximas de aproximadamente 74,3% para ésteres metílicos e 80,6% para ésteres etílicos, em condições intermediárias de concentração de ácido peracético. Em concentrações mais elevadas, observou-se redução da conversão, atribuída à ocorrência de reações secundárias de abertura do anel oxirano. A análise comparativa indicou que as diferenças entre os sistemas metílico e etílico não decorrem da reatividade intrínseca das ligações duplas, mas de fatores físico-químicos do meio reacional, como polaridade, Solubilidade e comportamento de fases. De forma integrada, os resultados demonstram a viabilidade do aproveitamento do óleo residual de fritura como matéria-prima para a produção de biodiesel de alta qualidade e sua posterior conversão em Derivados epoxidados de maior valor agregado, com potencial aplicação na formulação de biolubrificantes e outros produtos renováveis.