Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: UTILIZAÇÃO DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇUCAR PARA REMOÇÃO DE ÁGUA DA GLICERINA BRUTA ORIUNDA DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL
AUTORES: Oliveira, N.A.S. (IFMT-CAMPUS BELA VISTA) ; Oliveira, J.C.M. (UFMT) ; Terezo, A.J. (UFMT) ; Lopes, C.F. (UFMT)
RESUMO: A consolidação do biodiesel colaborou para um crescimento de investimentos no setor energético brasileiro. Porém o processo industrial clássico pela transesterificação alcalina, gera a glicerina bruta em cerca de 10 % volume. Este coproduto tem um grande potencial de mercado, porém a sua baixa pureza e os elevados custos de purificação nos métodos químicos e métodos de troca-iônica, restringem sua grande aplicação na indústria da gliceroquimica. O desenvolvimento de novas tecnologias de processos se faz necessário para alavancar este mercado em potencial. Neste trabalho investigou-se o uso do bagaço de cana como uma alternativa viável para purificação da glicerina, demonstrando um rendimento médio de 82% de eficiência.
PALAVRAS CHAVES: glicerina bruta; bagaço de cana-de-açúcar; purificação
INTRODUÇÃO: O biodiesel está sendo introduzido com sucesso em muitos países como combustível alternativo e este pode substituir parcial ou totalmente os derivados de petróleo em motores a compressão (KNOTHE et al., 2006). Porém, o seu coproduto gerado, glicerina bruta, possui um elevado teor de impurezas e um baixo valor de mercado. Existem métodos químicos para a purificação da glicerina, porém estas técnicas são onerosas e acabam gerando novos passivos ambientais (FILHO et al., 2012). A busca por métodos alternativos para a purificação da glicerina vem crescendo na área científica e industrial. Mota et al.(2012), utilizou materiais adsorventes tais como o carvão ativado, sílica gel 60 e alumina 214 para purificar a glicerina e obteve rendimentos de 91,8, 85,1 e 85,3 %massa, respectivamente. Estas novas técnicas vëm sendo baseadas nos 12 princípios da Química Verde, onde há uma integração do desenvolvimento sustentável, da sociedade e do meio ambiente. Neste contexto, propõe-se um método alternativo de purificação de glicerina utilizando bagaço de cana-de-açúcar.
MATERIAL E MÉTODOS: Utilizou-se uma amostra de glicerina bruta oriunda de um processo de produção de biodiesel metílico por transesterificação alcalina e o bagaço desfibrado de cana-de-açúcar foi doado por usina sucroalcooleira do estado de Mato Grosso. Moeu-se o bagaço até granulometria de 200 mesh em moinho de facas e secou-se ao sol por 4 horas. O teor de umidade do bagaço foi quantificado em 0,05 % massa. O estudo de purificação da glicerina foi conduzido por meio de um planejamento fatorial 2² conforme os fatores e níveis apresentados na Tabela 1. A combinação destes resultou na matriz de experimentos mostrada na Tabela 2, onde os fatores massa do bagaço(m) e o tempo(t) foram avaliados. Utilizou-se em cada experimento 100 gramas de glicerina bruta. A purificação ocorreu sobre agitação branda e posterior filtração a 120 °C em tela de aço inoxidável (área de filtração de 9,6 cm²) com pressão controlada de 0,15 atm. Realizou-se um ensaio controle, utilizando-se as condições experimentais sem a adição do bagaço de cana-de-açúcar. Para o controle da eficiência de purificação da glicerina foi analisado o teor de água nas amostras e no controle pelo método ASTM D6304.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O teor de água inicial na amostra foi de 11,9 % massa e nos testes da amostra controle variou de 11,2 para 10,7 %, nos tempos de 10 e 60 minutos, respectivamente. Esse resultado mostra que a remoção da água pelo aquecimento da amostra pode ser desprezada. Na Tabela 3 estão apresentados os resultados do planejamento fatorial 22 bem como o teor de água determinado e a eficiência de remoção de água (ERA). Os efeitos principais foram calculados e o tempo apresentou ERA média de 39,5 %, enquanto que a massa apresentou 8,4 % de ERA. O efeito secundário de interação entre os fatores massa e tempo foi de 5,1 % ERA. De acordo com a Tabela 3, nas condições de 1 g de bagaço e apenas 10 minutos pode-se reduzir em cerca de 35 % o teor de água na glicerina, e aumentando a massa para 5 g a retenção melhora cerca de 3 %. Por outro lado, quando o tempo de processo passa para 60 minutos a ERA foi de 69 % utilizando-se apenas 1 g de bagaço. Na melhor condição experimental com 5 g do bagaço com 5 gramas de bagaço, tempo de 60 minutos a eficiência de remoção foi de 82 %.
Metodologia
Metodologia
Resultados
Resultados
CONCLUSÕES: A partir dos resultados do planejamento fatorial 22 verifica-se que o tempo foi o fator principal na eficiência de remoção da água. A melhor condição do processo de purificação foi nas condições de: 1/20 massa de bagaço/glicerina, temperatura a 120 ºC e tempo 60 minutos. A utilização do bagaço de cana-de-açúcar mostrou-se eficiente para purificação da glicerina pela redução de cerca de 82 % do teor de água inicialmente presente na amostra oriunda da produção industrial de biodiesel.
AGRADECIMENTOS: Central Analítica de Combustíveis/UFMT
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: FILHO, W.A.S.; SCHNEIDER, R.C.S.; BACKES, N.F.; GRAEF, I.R.; HIRSCH,S.; MULLER, V.F.; KLAMT, R.A. 2012. Desafios na purificação, conversões sintéticas e agregação de valor ao glicerol, últimos avanços do grupo de pesquisa em oleoquímica da UNISC-RS. In: 5º Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel e 8º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel.
KNOTHE, G.; GERPEN, J.V.; KRAHL, J.; RAMOS, L.P. Manual de Biodiesel. Editora Edgard Blucher: São Paulo, 2006.