Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: AVALIAÇÃO DA CONDUTIVIDADE ELÉTRICA E DO POTENCIAL HIDROGENIÔNICO EM GLICERINA BRUTA DA PRODUÇÃO DO BIODIESEL
AUTORES: Montes, J.T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Oliveira, J.C.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Terezo, A.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO) ; Lopes, C.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO)
RESUMO: Para cada litro de biodiesel produzido são gerados aproximadamente 10% em volume de glicerina. Cerca de 5 a 10 % em massa de sais inorgânicos remanescentes do catalisador estão presentes na glicerina bruta. Os processos convencionais para purificação da glicerina utilizam ácidos minerais e resinas de troca iônica para mitigar o teor de sais presentes. Neste contexto, propõem-se métodos de controle de qualidade de processo e certificação com baixo custo, elevada robustez e boa seletividade.
PALAVRAS CHAVES: glicerina bruta; condutividade elétrica ; potencial hidrogeniônico
INTRODUÇÃO: A constante demanda por combustíveis renováveis tem incentivado a produção de novas fontes energéticas, como o biodiesel. Quase 98% da produção de biodiesel no Brasil é proveniente do processo de transesterificação metílica-alcalina e majoritariamente a matéria-prima empregada é o óleo de soja (ANP, 2013). Em 2011, o maior estado produtor de biodiesel no território nacional, Mato Grosso, produziu cerca de 494,561 milhões de litros de biodiesel e aproximadamente 49 milhões de litros de glicerina bruta (NOTÍCIAS AGRÍCOLAS, 2011). Este co-produto gerado, comumente denominada glicerina loira, tem baixa pureza química, estando presentes sais dissolvidos, provenientes do processo de produção do biodiesel, o que torna indispensável à purificação para sua utilização em diversas aplicações da gliceroquimica (MOTA et al.,2009). Há alguns processos de purificação já amplamente empregados: neutralização com ácido fosfórico resinas de troca iônica e materiais adsorventes (carvão ativado, sílica gel e alumina). Os sais inorgânicos presentes na glicerina bruta conduzem facilmente corrente elétrica e contribuem para o potencial hidrogeniônico(pH) do meio. A avaliação da condutividade elétrica e pH a 20 ºC torna-se um importante indicador de qualidade do processo de purificação. Neste contexto, propõem-se um método de avaliação da condutividade elétrica e do pH a 20 ºC em glicerina bruta.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de glicerina bruta utilizadas foram cedidas por 3 usinas produtoras de biodiesel no Estado de Mato Grosso, operando com matéria-prima a base de óleo de soja e o catalisador metóxido de sódio. Utilizou-se o pHmetro Digimed DM-22 com eletrodo de vidro combinado com compensador automático de temperatura. O medidor de condutividade elétrica foi da Tecnopon MCA-100, célula de platina com constante K=1. Os equipamentos foram calibrados na Rede Brasileira de Calibração (RBC). Preparou-se soluções aquosas com concentrações conhecidas de cloreto de sódio (Qhemis, lote Q0043): 0,5%, 1,0%, 2,5%, 5,0% e 10% (m/m). Aferiu-se o pHmetro com as soluções tampão de pH 4,0 (lote MRC 8832.0003), pH 6,9 (lote MRC 8855.0002), pH 10,0 (lote MRC8853.0001) e o condutivimetro com solução padrão de 146,9 mS/m a 20 ºC. Posteriormente, realizou-se a leitura em triplicata das soluções padrão de NaCl no condutivimetro e no pHmetro para avaliar a resposta. Preparou-se as amostras diluindo-as na proporção 1:10 (v/v) com água destilada e determinou-se o pH e a condutividade elétrica a 20 ºC.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os valores de pH e condutividade a 20 ºC das soluções padrão de NaCl ficaram na faixa de 5,0 - 7,0 e 350 – 7000 µS/m, respectivamente. A Figura 1 apresenta uma relação de sinal de condutividade com a concentração de cloreto de sódio, demonstrando que a variabilidade deste parâmetro pode ter uma correlação com a presença deste sal inorgânico. Na Tabela 1 estão apresentados os resultados das amostras de glicerina avaliadas. A amostra A apresentou baixa condutividade e pH dentro da faixa da neutralidade, fato este, podendo estar associado ao processo de purificação com coluna de troca iônica, onde os cátions e ânions serão retidos neste suporte e assim, a glicerina bruta terá uma concentração mínima destes contaminantes. Já a amostra B, apresentou uma elevada condutividade elétrica se comparada com as soluções padrões e a amostra A, e pH básico.Isto demonstra que a etapa de neutralização não foi eficiente e há um elevado excesso de sais inorgânicos na amostra. Por fim, a amostra C apresentou pH na faixa da neutralidade e elevada condutividade, uma das hipóteses é que haja um teor elevado de sal na glicerina e o pH próximo da neutralidade. Assim, outras técnicas mais seletivas de purificação devem ser empregadas.
Figura 1
Sinal resposta da condutividade elétrica da glicerina pura a 20 ºC
Tabela 1
Resultados experimentais das amostras avaliadas
CONCLUSÕES: Os resultados pH e condutividade auxiliam na tomada de decisões nas etapas de purificação da glicerina bruta e, são técnicas simples, de baixo custo e rapidez de resposta.
AGRADECIMENTOS: A Central Analítica de Combustíveis/UFMT.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTIVEIS. Disponível em: <www.anp.gov.br>. Acesso em: junho/2013.
INMETRO. INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL. DOQ-CGCRE-008: Orientação sobre validação de métodos analíticos. Revisão 04. 2011.
MOTA,C.; SILVA, C.; GONÇALVES, V. 2009. Gliceroquímica: Novos produtos e processos a partir da glicerina de produção de biodiesel. Química Nova, Vol. 32, No. 3, 639-648.
NOTÍCIAS AGRÍCOLAS. Mato Grosso é líder nacional em biodiesel. Disponível em:< http://www.noticiasagricolas.com.br/noticias/biocombustivel/81428-mato-grosso-e-lider-nacional-em-biodiesel.html#.Ud72TNgd-XU >. Acesso em: 10/07/2013.