INVESTIGAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO E DO TEMPO DO ADSORVENTE CLV98/900 NA ADSORÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS PRESENTES NA BIOGASOLINA ORIUNDA DO CRAQUEAMENTO TÉRMICO CATALÍTICO

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Físico-Química

Autores

Batista do Nascimento, K. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ) ; de Jesus Pantoja da Gama, V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ) ; Patricia Pedrosa Braga, E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ) ; Carvalho Kluck Silva, N. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ) ; da Silva Santanna, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ) ; Alex Pereira da Mota, S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ)

Resumo

Investigou-se a melhor concentração do adsorvente CLV 98/900 na adsorção dos ácidos graxos presentes na Biogasolina oriundo do craqueamento térmico catalítico do óleo de fritura com catalisador PAE. Embora o craqueamento seja um processo promissor para obtenção do biocombustível, há também a formação de ácidos graxos, que aumentam a acidez do biocombustível, o que compromete sua qualidade. Dessa forma aplicou-se a adsorção para remoção de tais ácidos graxos, e visando avaliar a potencialidade do referido adsorvente, no processo de adsorção, foram investigadas as porcentagens 2,5%, 5% e 10% (m/m) de adsorvente em relação massa de biocombustível, nos tempos nos respectivos tempos 20 e 30 min. Constatou-se que a concentração mais promissora foi a de 10% (m/m) para tempo de 20 min.

Palavras chaves

Craqueamento; Adsorção; Biocombustíveis

Introdução

Os padrões atuais de produção e consumo de energia são baseados nas fontes fósseis, o que gera emissões de poluentes locais, gases de efeito estufa e põem em risco o suprimento de longo prazo no planeta (GOLDEMBERG e LUCON, 2007). Segundo Holanda, (2004), o biocombustível apresenta uma alternativa governamental para auxiliar na redução da emissão de gases poluentes na atmosfera terrestre. O craqueamento é uma rota que vem ganhando destaque na produção de biocombustíveis (PRADO, 2009; SUAREZ; 2009; OLIVEIRA, 2013). O processo de craqueamento de óleos e gorduras produzem biocombustíveis ricos em frações de substâncias similares à gasolina, querosene e diesel de origem fóssil (ONG e BHATIA, 2009). Geralmente neste processo ocorre a formação de uma mistura composta por hidrocarbonetos saturados, insaturados ou aromáticos: cetonas, aldeídos e ácidos carboxílicos (Produto Líquido Orgânico – PLO). Estes últimos são compostos oxigenados que os tornam indesejáveis à utilização do biocombustível, pois deixam o produto ácido e podem levar a corrosão os motores automotivos (BARROS E JARDINE, 2018). Dentre os diversos processos que podem ser empregados para a diminuição da acidez em biocombustíveis, a adsorção é uma potencial solução de baixo custo. Existem inúmeros materiais que podem potencializar o processo de adsorção e entre eles se destaca a lama vermelha (HANN, 2008; SILVA et al., 2013). Dessa forma a fim de investigar a melhor concentração, de um adsorvente sintetizado denominado CLV 98/900, para adsorção dos ácidos graxos presentes na Biogasolina oriunda do craqueamento térmico catalítico do Óleo de Fritura com o PAE (Pó de Aciaria Elétrica) analisou-se as concentrações de 2,5%, 5% e 10% do CLV 98/900 nos tempos de 20 e 30 minutos.

Material e métodos

A partir do craqueamento térmico catalítico da matéria prima (óleo de fritura), a qual foi coletada em estabelecimentos alimentícios de Marabá – PA, com o catalisador Pó de Aciaria Elétrica (PAE) que foi cedido pela empresa SINOBRAS, também localizada em Marabá-PA, obteve-se o PLO, o qual foi destilado na faixa de temperatura de até 160ºC para obtenção da fração biogasolina, a qual foi submetida ao processo de desacidificação por adsorção aplicando a metodologia descrita por Mancio (2015), usando como adsorvente o CLV98/900, o qual foi sintetizado de acordo com a metodologia descrita por Costa (2017). Deste modo para os testes de adsorção foram acondicionados em erlenmeyers as concentrações amostras de CLV98/900 nas concentrações de 2,5%, 5% e 10% (m/m) do material adsorvente, em relação a massa de biocombustível pesada, cujo volume correspondeu a 5mL. Em seguida, os erlenmeyers contendo as amostras de biocombustíveis e adsorventes foram inseridas em uma incubadora shaker dando início a agitação da mesma. As variáveis do processo: pressão (atmosférica), temperatura (ambiente), velocidade de agitação (130 rpm) e o tempo de 20 e 30 minutos foram mantidas constantes. Ao fim do processo de adsorção, o conteúdo de cada frasco foi submetido à filtração a vácuo (utilizando papel filtro Whatman nº1), obtendo então, amostras de biocombustíveis desacidificadas, as quais foram analisadas a partir do índice de acidez, pela titulação colorimétrica, através do método padrão da ASTM D 974, e via espectroscopia na região no infravermelho no equipamento da marca Agilent, modelo CARY 630 com reflectância atenuada (ART).

Resultado e discussão

Os resultados apresentados na Tabela 1 mostram o índice de acidez das amostras e suas respectivas concentrações e a quantidade de Ácidos Graxos Livres (AGL) adsorvidos por grama de adsorvente (qt). A biogasolina apresentava o índice de acidez inicial de 114,40 mgKOH/g, que é um valor elevado se comparados ao trabalho de Lopes et al. (2017) que produziram biogasolina a partir do óleo de fritura utilizando como catalisador o carbonato de sódio, onde o índice de acidez foi de 80,22 mgKOH/g, porém mesmo com a elevada acidez, observa-se que o CLV foi eficiente na adsorção, sobretudo na concentração de 0,500g de adsorvente (10% m/m) no tempo de 20 minutos, como pode ser observado na Tabela 1, onde há uma diminuição significativa do índice de acidez, se comparado com a acidez inicial da biogasolina, e consequentemente a maior quantidade de AGL adsorvida por grama de adsorvente (qt). Ao observar os espectros na região do infravermelho, nota-se a presença de diversas bandas, dentre elas tem-se as bandas das ligações C=O, localizadas em cerca de 1710 cm-1, que corroboram os resultados do índice de acidez, visto que segundo Silverstain et al (2007), essas bandas correspondem ao estiramento C=O correspondente de ésteres, cetonas, e ácidos carboxílicos. Pode-se ressaltar que a referida banda de 1710 cm-1 possui uma menor intensidade para a concentração de 10% de adsorvente no tempo de 20 minutos.

Conclusões

Portanto, os resultados mostraram que o CLV 98/900 na porcentagem de 10% de adsorvente CLV98/900 no tempo de 20 minutos é um adsorvente promissor na remoção dos ácidos graxos da biogasolina proveniente do óleo de fritura e do Pó de aciaria elétrica. Notou-se também que o teor o tempo de adsorção de AGLs tem efeito direto sobre o desempenho da adsorção dos mesmos, pois uma vez que os poros dos adsorventes encontram-se saturados, o adsorvente torna-se exaurido e pode acarretar a partir daí o início do fenômeno da dessorção.

Agradecimentos

Referências

BARROS, Talita Delgrossi; JARDINE, José Gilberto. Craqueamento. Agência Embrapa de Informação Tecnológica. AGEITEC. Agroenergia, 2018. Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fbl23vmz02wx5eo0sawqe3wx8euqg.html.

COSTA, W. M. M. Síntese e validação do adsorvente CLV98/900 voltado para a desacidificação de bioquerosene obtido na rota tecnológica de craqueamento de biomassa. Trabalho de conclusão de curso. Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, 2017.

GOLDEMBERG, J.; LUCON, O. Energia e Meio Ambiente no Brasil. Estudos Avançados, Vol. 21, n. 59, pp.7-20. 2017.

HANN, C. J. The Adsorption Of Fatty Acids Using Metal Silica Complexes From Rice Husk Ash. 2008. Tese de Mestrado. Universiti Sains Malaysia, 2008.

HOLANDA, A. Biodiesel e Inclusão Social. Brasília: Câmara dos Deputados, 2004. P 202. (serie cadernos de altos estados, n.1). Brasília-DF/2004.

LOPES, M.J.A.; SANTANNA, J. S.; MONTEIRO, M.S.; GAMA, V. J. P.; Bentes, H.F.C.; ARAGÃO, P.H.P.; MOTA, S.A.P. Obtenção da bio-gasolina provindo do craqueamento térmico catalítico do óleo de fritura residual utilizado com catalisador o carbonato de sódio (Na2CO3) a 98%. In: Congresso Brasileiro de Química - CBQ, 2017, Gramado-RS. Congresso Brasileiro de Química - CBQ, 2017.

MANCIO, A. A., Produção, Fracionamento e Desacidificação de Biocombustíveis Obtidos Via Craqueamento Termocatalítico de Óleos Vegetais. Tese de Doutorado: Universidade Federal do Pará, Belém –PA, 2015.

OLIVEIRA, R. M. Estudo da obtenção de biocombustíveis a partir da rota tecnológica de craqueamento utilizando carbonato de sódio e lama vermelha como catalisadores. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Federal do Pará, (UFPA), Belém - PA, 2013.

ONG, Y. K.; BHATIA, S., The current status and perspectives of biofuel production via catalytic cracking of edible and non-edible oils. Energy, n. 35, p. 111-119, 2009.

PRADO, C. M. R. Produção e caracterização de biocombustíveis por craqueamento de óleos vegetais via catálise com bauxita. Dissertação (Programa de Pó Graduação em Química), Universidade Federal de Goiás, (UFG), 2009.

SILVA, J. P.; COSTA, A. L. H.; CHIARO, S. S. X.; DELGADO, B. E. P. C.; FIGUEIREDO, M. A. G.; SENNA, L. F. Carboxylic acid removal from model petroleum fractions by a commercial clay adsorbent. Fuel Processing Technology. V. 112, pag. 57–63, 2013.

SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F.X.; KIEMLE, D.J. Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos, 7a ed., Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.

SUAREZ, P. A. Z.; SANTOS, A. L. F.; RODRIGUES, J. P.; MELQUIZEDEQUE, B. A. Biocombustíveis a partir de óleos e gorduras: Desafios tecnológicos para viabilizá-los. Química nova, v. 32, n. 3, 768, 2009.

PRADO, C. M. R. Produção e caracterização de biocombustíveis por craqueamento de óleos vegetais via catálise com bauxita. Dissertação (Programa de Pó Graduação em Química), Universidade Federal de Goiás, (UFG), 2009.

SUAREZ, P. A. Z.; SANTOS, A. L. F.; RODRIGUES, J. P.; MELQUIZEDEQUE, B. A. Biocombustíveis a partir de óleos e gorduras: Desafios tecnológicos para viabilizá-los. Química nova, v. 32, n. 3, 768, 2009.