BR102012010842A2

BR102012010842A2 - Óleo biolubrificante de base vegetal e processo de produção

Info

Publication number: BR102012010842A2
Application number: BR102012010842A
Authority: BR
Inventors: Jose Domingos Polvere
Original assignee: Vgbio Biolubrificantes
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2014-04-15
Also published as: BR102012010842B1

Abstract

ÓLEO BIOLUBRIFICANTE DE BASE VEGETAL E PROCESSO DE PRODUÇÃO, consiste em um óleo lubrificante composto de ácidos graxos derivados de óleos vegetais de mamona, nabo forrageiro e soja, e seu método de produção. O óleo biolubrificante possui propriedades físico-químicas de elevada lubricidade e viscosidade, além de ser formulado com aditivos anti-oxidantes e anti-corrosivos, contribuindo para a vida útil da peça mecânica, preferencialmente utilizado em caixa redutora de elevador.

Description

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RELATÓRIO DESCRITIVO DE PATENTE DE INVENÇÃO

"ÓLEO BIOLUBRIFICANTE DE BASE VEGETAL E PROCESSO

DE PRODUÇÃO"

Trata o presente pedido de patente de 5 invenção de um "Óleo Biolubrificante de Base Vegetal e Processo de Produção" o qual está voltado para lubrificação de equipamentos mecânicos que operam com atrito entre os componentes, particularmente pode ser traduzido em 10 um óleo lubrificante biodegradável para caixa redutora.

0 objeto desta patente de invenção enquadra-se no ramo de componentes para equipamentos mecânicos com o objetivo de reduzir e 15 lubrificar o atrito entre os componentes, engrenagens de caixa redutora diminuindo o desgaste das peças.

Assim, torna-se diferente dos demais lubrificantes comercializados no mercado atual, por ser formulado a base de ésteres vegetais biodegradáveis e por fornecer proteção anti- oxidante para o equipamento.

A seguir será dada uma breve explanação do estado da técnica para os óleos 5 lubrificantes bem como seu campo de aplicação onde será possível a um técnico versado no assunto reconhecer seus aspectos limitantes para em momento posterior discorrer sobre as vantagens deste inovador produto objeto de reivindicação da 10 presente invenção.

As superfícies de dispositivos mecânicos permanecem em contato direto durante o uso, provocando atrito e conseqüente desgaste das peças. Os óleos lubrificantes são utilizados para 15 diminuir e prevenir o desgaste de peças e equipamentos.

Os lubrificantes mais usados são os de origem mineral ou sintético, obtidos em sua maioria através da destilação do petróleo para a remoção das frações mais leves seguida por uma T 3/12

destilação a vácuo, separando-se as demais frações. Essas frações são submetidas, então, a processos de refino isolados ou combinados, consistindo, por exemplo, de solventes seletivos, 5 tratamento ácido ou com argila, hidrogenação etc. 0 petróleo é a matéria prima utilizada na produção dos óleos lubrificantes (parafinicos e naftênicos), por serem os mais adequados para lubrificação.

Óleos lubrificantes comumente são

usados em altas temperaturas, o que levam à sua degradação e a alterações significativas em suas propriedades.

Os óleos minerais são os mais 15 utilizados na lubrificação e comumente apresentam aditivos específicos que atendem às especificações tecnológicas aplicadas. Óleos lubrificantes trabalham sob altas temperaturas, o que leva à sua degradação e a alterações significativas em suas 20 propriedades e acarreta significativas perdas funcionais e econômicas. O desgaste por atrito é a maior causa de perda de material com as conseqüentes perdas de desempenho mecânico e de energia. A lubrificação surge como forma de controle do atrito e redução 5 no desgaste de peças e, por isto, óleos lubrificantes são largamente utilizados nos motores com o objetivo de proteger as peças móveis, reduzindo o atrito e o desgaste e limpando interiormente o motor.

Este é um problema que envolve

significativas perdas econômicas e, portanto, conhecer o comportamento de óleos degradados em condições operacionais reais é um tópico importante e de grande interesse acadêmico e industrial.

Um fator de grande importância nas pesquisas sobre óleos lubrificantes é a viscosidade. Ela é uma das principais características a ser observada e deve ser mantida dentro de limites pré-estabelecidos. A viscosidade do fluído indica o grau de atrito, isto é, a resistência que o líquido oferece ao fluir. De modo geral, quanto maior o peso molecular, maior a viscosidade. Isto porque 5 moléculas maiores ocupam um maior volume e interagem mais efetivamente umas com as outras. 0 aumento no peso molecular dos óleos lubrificantes é devido a uma maior proporção de aromáticos condensados e particularmente, asfaltenos.

Com o uso, o óleo é trocado e

encaminhado para descarte. 0 descarte consiste em sua combustão, sendo o processo prejudicial para o meio ambiente. Além de que seu descarte gera um custo alto para a indústria. A utilização de 15 lubrificantes biodegradáveis diminui a dependência externa de petróleo e constitui uma fonte renovável de lubrificante para as indústrias.

Com base no estado da técnica descrito anteriormente, o requerente conhecedor dos problemas existentes desenvolveu de forma inovadora a presente patente de invenção "Óleo Bxoltibrificante de Base Vegetal e Processo de Produção" que traz um óleo biolubrificante, particularmente voltado à aplicação em caixa mecânica redutora de elevadores o qual apresenta 5 propriedades e características próprias que o diferenciam dos demais produtos conhecidos no mercado atual.

Sua nova tecnologia apresenta propriedades físico-químicas com elevado poder 10 lubrificante em alta temperatura especialmente desenvolvido para caixa redutora. Sua composição consiste em aditivos anti-corrosivos, que por sua vez impedem a ação corrosiva por atrito entre as engrenagens nas peças e anti-espumantes, com 15 principal característica, por ser formulado a base de óleos vegetais biodegradáveis.

Com isso, além de reduzir os impactos ambientais, a tendência é que sejam reduzidos ainda os custos relacionados à destinação adequada dos óleos lubrificantes usados para descarte.

0 biolubrificante possui em sua composição química uma mistura de ácidos graxos, 5 sendo eles: ácido graxo de mamona, ácido graxo de soja e ácido graxo de nabo forrageiro. 0 resultado consiste em uma mistura de ácidos graxos e álcool gerando um éster vegetal.

0 óleo de mamona é fundamental para a composição do objeto desta patente. Cerca de 90% do óleo extraído da prensagem das sementes da mamona é composto por trigliceridio, principalmente da rícinoléina, que é o componente do ácido ricinoléico, cuja fórmula molecular é (Ci7H32OHCOOH). 0 ácido graxo consiste em propriedades físico-químicas essenciais que garantem uma melhor lubrificação em engrenagens de caixa redutoras como: baixo ponto de solidificação, em torno de 30 0C negativos, resistência ao escoamento e viscosidade elevada. Outros óleos que compõe o óleo biolubrificante são os ácidos graxos derivados dos óleos de nabo forrageiro e de soja, extraídos a partir de suas respectivas sementes por um 5 processo simples e de baixo custo. A principal característica do óleo de nabo forrageiro é que sua composição consiste em ácido graxo com alto peso molecular e consequentemente alto índice de viscosidade, sendo algo essencial para a 10 eficiência do óleo biolubrificante. 0 óleo de soja além de possuir alto índice de lubricidade e de viscosidade é um recurso não tóxico e renovável.

Além de suas propriedades físico- químicas, os ácidos graxos utilizados para a obtenção do óleo biolubrificante apresentam matérias-primas de baixo custo, tanto para a produção agrícola quanto para a extração.

0 processo de obtenção do "Óleo Biolubrificante de Base Vegetal e Processo de Produção", objeto desta patente de invenção, consiste em duas etapas processuais que serão descritas a seguir, acompanhado do fluxograma onde de maneira exemplificada, porém não limitativa ao escopo inventivo.

A Figura 1 representa o fluxograma da

etapa 1 do processo;

A Figura 2 representa o fluxograma da etapa 2 do processo.

A seguir será apresentada a descrição detalhada do presente processo e produto obtido.

Etapa 1

Primeiramente os ácidos graxos são extraídos e adicionados em um misturador nas seguintes proporções: 2 5 a 35% de ácido graxos de 15 soja; entre 15 a 25% de ácido graxo de nabo forrageiro; e, de 15 a 25% de ácido graxo de mamona. Mantém-se a agitação por aproximadamente por 10 minutos e é acrescentado de 20 a 30% de álcool de cereal PA 99% acompanhado de 0,5% de 20 catalisador ácido, onde se tem início a reação. Cada ácido graxo adicionado possui características próprias que irão fornecer propriedades físico-químicas essenciais que garantem a eficiência na utilização do óleo 5 biolubrificante em caixas redutoras. A estrutura do ácido ricinoléico, presente no óleo de mamona, possui 18 átomos de carbono e difere dos outros ácidos graxos por localizar uma hidroxila no carbono-12 de sua cadeia ocorrendo uma forte 10 ligação com o álcool, e por apresentar uma dupla ligação entre carbonos 9 e 10, o que garante maior lubrificação E aderência.

A partir da reação entre os diferentes ácidos graxos e o álcool a temperatura 15 começa a aumentar automaticamente para aproximadamente 65°C à 75°C, gerando água que é retirada sendo que a temperatura fica condicionada ao aumento de 920C até 98°C.

Com o aumento da temperatura, inicia- se o refluxo do produto de 6 a 8 horas. Em seguida uma amostra segue ao laboratório que monitora o índice de acidez que deve ficar entre 0,1 e 0,5%.

Ao final do refluxo ocorre a retira do álcool e a redução da temperatura para 7 0 0C.

Adiciona-se água a uma temperatura de IO0Cr e consequentemente aumentando a temperatura da mistura para 120° para a eliminação total do álcool e da água.

0 aquecimento é interrompido e o produto é resfriado para a filtragem em um filtro que elimina resíduos sólidos, ceras livres e impurezas que possam ter.

0 resultado foi um éster vegetal que é uma mistura de ácidos graxos e álcool.

Etapa 2

0 éster vegetal obtido segue para um misturador na condição de 75 a 85 %, em seguida adiciona-se sulfonato de cálcio entre 15 a 25 % em agitação por aproximadamente 1 hora para aumentar a viscosidade do produto em aproximadamente 680 cst.

Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que o "ÓLEO BIOLUBRIFICANTE DE BASE 5 VEGETAL E PROCESSO DE PRODUÇÃO" ora reivindicados se enquadram às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Propriedade Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como conseqüência, o respectivo privilégio.

Claims

1. "ÓLEO BIOLUBRIFICANTE DE BASE VEGETAL" consiste em um óleo lubrificante CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE compreende ácidos graxos, sendo ácido graxo de mamona, ácido graxo de soja e ácido graxo de nabo forrageiro que resulta em um éster de origem vegetal.

2. "ÓLEO BIOLUBRIFICANTE DE BASE VEGETAL" de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE compreende 2 5 a 35% de ácido graxos de soja, ácido graxo de nabo forrageiro entre 15 a25% e ácido graxo de mamona entre 15 a 25%.

3. "PROCESSO DE PRODUÇÃO" CARACTERIZADO PELAS seguintes etapas, Etapa 1 os ácidos graxos são extraídos e adicionados em um misturador nas seguintes proporções: 25 a 35% de ácido graxos de soja; entre 15 a 25% de ácido graxo de nabo forrageiro; e, de 15 a 25% de ácido graxo de mamona; mantém-se a agitação por aproximadamente por 10 minutos e é acrescentado de 20 a 30% de álcool de cereal PA 99% acompanhado de 0,5% de catalisador ácido, onde se tem início a reação; cada ácido graxo adicionado possui características próprias que irão fornecer propriedades físico-químicas essenciais que garantem a eficiência na utilização do óleo biolubrificante em caixas redutoras; a estrutura do ácido ricinoléico, presente no óleo de mamona, possui 18 átomos de carbono e difere dos outros ácidos graxos por localizar uma hidroxila no carbono-12 de sua cadeia ocorrendo uma forte ligação com o álcool, e por apresentar uma dupla ligação entre carbonos 9 e 10; a partir da reação entre os diferentes ácidos graxos e o álcool a temperatura começa a aumentar automaticamente para aproximadamente 65°C à 75°C, gerando água que é retirada sendo que a temperatura fica condicionada ao aumento de 920C até 98°; inicia-se o refluxo do produto de 6 a 8 horas; ao final do refluxo ocorre a retira do álcool e a redução da temperatura para 70°C; adiciona-se água a uma temperatura de 7O0C, e conseqüentemente aumentando a temperatura da mistura para 120° para a eliminação total do álcool e da água; e por Etapa 2 o éster vegetal obtido segue para um misturador na condição de 7 5 a 85 %, em seguida adiciona-se sulfonato de cálcio entre 15 a 25 % em agitação por aproximadamente 1 hora para aumentar a viscosidade do produto em aproximadamente 680 cst.