ÁREA: Ambiental
TÍTULO: OBTENÇÃO DO BIODIESEL A PARTIR DO ÓLEO DE FRITURA RESIDUAL E UTILIZAÇÃO DO CO-PRODUTO “GLICEROL” NA OBTENÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE COBALTO
AUTORES: SCHNEID, J.K. (UFPEL) ; PEREIRA, V. A. (UFPEL) ; SIEVERS, A.L. (UFPEL) ; HARTWIG, C.A. (UFPEL) ; SOUZA, R. S. (UFPEL) ; TORALLES, I. G. (UFPEL) ; MACIEL, J.V. (UFPEL) ; PEREIRA, C.M.P. (UFPEL) ; CARREÑO, N.L.V.C. (UFPEL) ; MESKO, M.F. (UFPEL)
RESUMO: Devido à importância ambiental e econômica do aproveitamento do óleo de fritura residual, neste trabalho é apresentada a obtenção de biodiesel. Os rendimentos das reações foram comparados com o óleo in natura (em torno de 90%). Ainda, sabendo-se que da obtenção do biodiesel é gerado um co-produto, foi feita a síntese de nanopartículas de cobalto embebidas em carbono, a partir do glicerol. Misturou-se uma solução de cobalto, glicerol e um agente surfactante, e calcinou-se em atmosfera inerte. Após caracterização por DRX, observou-se uma estrutura amorfa (carbono) e uma fase cristalina relacionada às partículas de cobalto. Assim, o óleo de fritura foi usado para a obtenção de biodiesel e o glicerol para a síntese de nanopartículas de cobalto, minimizando-se a geração de resíduos poluentes.
PALAVRAS CHAVES: óleo de fritura residual, biodiesel, nanopartículas de cobalto
INTRODUÇÃO: Há anos vêm sendo realizados estudos com combustíveis alternativos, comprovando a preocupação de pesquisadores, governos e sociedade em geral com o eventual esgotamento das reservas petrolíferas e com a questão ambiental. (CHRISTOFF et al., 2006).
No início dos anos 90, começou-se a pesquisar a viabilidade de utilização dos óleos e gorduras residuais como matéria-prima para a produção do biodiesel. Essa produção tem sido promissora devido às diversas vantagens, como o elevado valor energético obtido após transformação da matéria-prima residual e redução, no que diz respeito a efeitos da degradação ambiental provenientes de atividades industriais e urbanas, da contaminação do lençol freático e no comprometimento no desempenho dos dispositivos das estações de tratamento de esgotos. (CHRISTOFF et al., 2006, MIRANDA et al., 2007 e DA SILVA et al., 2010).
No entanto, no processo de obtenção do biodiesel é gerado o co-produto glicerol (propano-1, 2, 3-triol) o qual vem sendo estudado o seu aproveitamento como matéria-prima para indústria de alimentos, terapêutica, cosméticos e também na fabricação de resinas e poliésteres (ARRUDA et al., 2007).
Diante da necessidade do aproveitamento de resíduos, o óleo de fritura vem contribuir como uma matéria-prima alternativa e abundante. Assim, neste trabalho é proposta a síntese de biodiesel a partir do óleo de fritura coletado no restaurante da Universidade Federal de Pelotas, bem como a utilização do glicerol como matéria-prima para obtenção de nanopartículas de cobalto embebidas em carbono, por intermédio de um processo dos precursores poliméricos modificado.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram realizadas sínteses com óleo de girassol, arroz, canola e milho in natura, a metodologia aplicada a esses óleos foi utilizada igualmente com o óleo de fritura, onde foram realizadas triplicatas, com 50% de metanol no volume do óleo e outra de 18%. Também foram variadas as concentrações do catalisador (KOH) que foi de 0,2 mol L-1 e 0,65 mol L-1. As amostras de óleo in natura foram obtidas no mercado local e o óleo de fritura foi coletado no R.U da UFPel/RS.
Metodologia utilizada para a obtenção do biodiesel: em um balão de 250 mL adicionou-se (22,5 ou 62,5 mL) de solução KOH (0,2 ou 0,65 mol L-1) preparada em CH3OH e adicionou-se 125mL de óleo, onde foi mantido sob refluxo a 90°C, por 1h, com agitação constante. Após o término da reação transferiu-se a mistura para um funil de decantação, onde foi feita a separação do glicerol e do biodiesel. A lavagem do biodiesel foi feita com solução 0,5% de HCl, posteriormente, com água destilada. Após a lavagem, adicionou-se uma solução saturada de NaCl. Logo após colocou-se Na2SO4 ao biodiesel e feita uma filtração. Depois foi medido o volume de biodiesel obtido e calculado o rendimento.
Metodologia utilizada para a obtenção das nanopartículas de cobalto: em um becker, pesou-se 8,00g de Co(NO3)2.6H2O e adicionou-se 25mL água destilada, que permaneceu sob agitação por 5min. Posteriormente, adicionou-se 10 mL de propano-1,2,3-triol e 5mL de surfactante, CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)n OSO3Na, e deixou-se sob agitação por 90min a uma temperatura de aproximadamente 120ºC. Na seqüência aqueceu-se a mistura em forno mufla a uma temperatura de 220ºC por 2h. A mistura resfriada foi macerada com auxílio de um gral e pistilo de cerâmica e, posteriormente, foi calcinada sob atmosfera inerte de nitrogênio em diferentes temperaturas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Tabela 01 são apresentados os rendimentos obtidos na síntese do biodiesel a partir do óleo in natura e do óleo de fritura. Para maior confiabilidade nos cálculos dos rendimentos das reações, os estudos foram feitos em triplicatas.
Como pode ser observado na Tabela 01, mesmo sendo feita a redução do volume de metanol para 18% do volume de óleo utilizado, os rendimentos foram de, aproximadamente, 90%. Cabe destacar que quando o volume de metanol utilizado foi de 50% do volume de óleo a concentração do catalisador foi de 0,2 mol L-1 e quando o volume de metanol foi reduzido para 18% do volume de óleo a concentração do catalisador foi aumentada para 0,65 mol L-1, para garantir a eficiência da reação.
Na obtenção das nanopartículas de cobalto embebidas em carbono, o composto obtido foi caracterizado quanto à estrutura e o tamanho de cristalito por difração de raios-X, a composição química por fluorescência de raios-X, os contaminantes orgânicos por espectroscopia de infravermelho e os inorgânicos por espectrometria de absorção atômica. Como pode observado na Figura 01, o perfil do espectro de difração de raios-X caracteriza a obtenção de uma estrutura amorfa (carbono) e da fase cristalina referentes às nanopartículas metálicas obtidas. Além disso, foi feita a caracterização do conteúdo inorgânico na matriz de carbono por fluorescência de raios-X, onde foram encontrados 94,83% de Co (elemento principal), 2,43% de K, 2,13% de S e 0,40 de Sn.
CONCLUSÕES: A utilização do óleo residual e do glicerol, na produção do biodiesel e das nanopartículas de cobalto embebidas em carbono, são alternativas viáveis para a obtenção de fontes de energia alternativas, mais limpa e menos agressiva ao meio ambiente. Estes combustíveis liberam menos CO2 na atmosfera, pois possuem cadeias carbônicas menores e retiram da natureza um poluente de milhões de metros cúbicos de água. Além disso, o aproveitamento do glicerol é uma alternativa viável para a obtenção de nanopartículas de cobalto, que podem ser utilizadas como catalisadores de reações e sensores de gases.
AGRADECIMENTOS: CAPES, CNPq e FAPERGS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. CHRISTOFF, P.; Produção de biodiesel a partir de óleo residual de fritura comercial. Dissertação de mestrado, Instituto de Engenharia do Paraná (IEP); Curitiba-PR, 2006, p. 1-83.
2. MIRANDA, R.A.; Biodiesel: Obtenção a partir de óleos residuais utilizados na cocção de alimentos. Dissertação de mestrado. Universidade de Itauna, Itaúna – MG, 2007 p. 1-5. Disponível em: http://www.biodiesel.gov.br/docs/congresso2007/desenvolvimento/9.pdf, acessado em 15/06/2010.
3. DA SILVA, F.; DE SOUSA, E.E.H.; Síntese de biodiesel a partir do óleo de fritura. Livro de resumos. III Jornada de iniciação científica, Instituto Federal Sul-Riograndense (IFSUL); Rio Grande do Sul, 2010, p. 14.
4. ARRUDA, P. V.; RODRIGUES, R. C; FELIPE, M. G. A. Revista Analytica, 26, 2007, p. 56-62.
