ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Iniciação Científica
Autores
Botelho, C.N. (UFMA) ; Carvalho, L.M. (UFMA) ; Leite, M.S. (UFMA) ; Bezerra, C.W.B. (UFMA)
Resumo
O presente trabalho tem por objetivo avaliar a potencialidade de argilas e zeólitas maranhenses após o tratamento ácido no processo de purificação a seco do biodiesel.Foram coletadas amostras de argila e Zeólita oriundas dos municípios de Governador Edson Lobão,denominada AGN e Codó,denominada ZCN.Os materiais foram limpos,lavados e em seguida macerados e peneirados na faixa de 75 a 25 µm.No processo de ativação(tratamento ácido)utilizou-se a proporção 1:10 argila/ácido sulfúrico.Após o tratamento as propriedades dos materiais obtidos foram investigadas por FTIR (infravermelho),difração e fluorescência de raios-X.Os resultados indicam que as argilas não tiveram alteração na sua estrutura após a ativação,ao contrário das zeólitas.
Palavras chaves
Biodiesel; adsorção; purificação
Introdução
O biodiesel é um substituto natural do diesel de petróleo,podendo ser produzido a partir de fontes renováveis como óleos vegetais.Portanto,ele pode ser obtido através da reação de ácidos graxos com álcool na presença de um catalisador e o produto será esteres de ácidos carboxílicos: biodiesel e a glicerina[1]. O processo de purificação do biodiesel é necessário para assim poder tirar o excesso de impurezas,sendo baseado em dois métodos o de lavagem com água na qual provoca corrosão do sistema ou aumento da atividade microbiana e lavagem a seco que utilizam-se adsorventes com fortes atividades pelos contaminantes presentes no biodiesel.Dessa forma, temos como interesse avaliar argilas e zeólitas maranhenses com relação a sua à sua potencialidade de purificação no biodiesel bruto,comparando sua eficiência no tratamento a seco,com o método de purificação tradicional.
Material e métodos
Os adsorventes passaram primeiramente por um processo de limpeza na qual foram retirados restos de matéria orgânica(palhas,folhas e raízes) e por um processo de lavagem. O material foi colocado em um béquer para decantação, após isso foi retirado o sobrenadante e em seguida levado para secar na estufa na temperatura de 105°C por 24 horas. Após esse procedimento foram macerados e peneirados para a faixa granulométrica de 25 a 75 µm. Para ativação das argilas foi feita uma relação de 50g da argila em contato com 500ml de solução de H2SO4 durante 6h, em agitação constante a uma temperatura de 90°C. Decorrido o tempo de reação o sólido foi filtrado a vácuo, seco e peneirado na mesma faixa granulométrica [3].As argilas e zeólitas in natura e ativadas foram caraterizadas através da espectrometria na região do infravermelho, onde se utilizou a técnica da pastilha (disco prensado), na qual usa o brometo de potássio seco e pulverizado em um espectrofotômetro Shimadzu com transformada de Fourier. Foi realizada a análise de difração de raios-X com o objetivo de determinar a composição química mineralógica qualitativa da argila e zeólita, utilizando um difratômetro D8 Advance da Bruker e por fim fluorescência de raios-X para assim adquirir mais informações sobre a composição mineralógica dos sólidos em estudo. Dessa forma a composição química real das amostras foi feita através da Fluorescência de raios-x por comprimento de ondas dispersivo (WDXRF) modelo S8 tiger da Bruker AXS.
Resultado e discussão
A Figura 01(A)mostra a espectrometria do infravermelho da argila
in natura e
ativada com H2SO4(3M,6 h de contato,razão
1:10,argila:ácido).Onde percebemos a
permanência das bandas na argila in natura e ativada como em
3693 cm-1 banda
característica do grupo Al-OH, apresenta banda característica do
grupo OH
(3650cm-1),assim como banda característica –CH(900-690 cm-1) e
grupo SiO (780 e
700 cm-1),tendo essa banda considerada característica para
identificação do
quartzo.A Figura 01(B) mostra a espectrometria o infravermelho
da zeólita in
natura e ativada com H2SO4 (3M, 6 h de contato,razão
1:10,argila:ácido).Observa
se que com o ataque ácido houve o desaparecimento da banda
característica –
CO(1200-100 cm-1 )e o aumento da intensidade da banda
característica do grupo
SiO (780 e 700 cm-1).A Figura 02(A)mostra o difratograma de
raios-X da argila in
natura(AGN) e ativada (AGAT),onde foi possível observar que
essas argilas são
constituídas pelo argilomineral caulinita e por algumas
contaminações de
quartzo. É possível perceber que através do tratamento ácido não
houve nenhuma
alteração visível detectada pelo DRX. A Figura 02(B) mostra
difratograma de
raios- X da zeólita in natura (ZCN) e ativada (ZCAT),onde
revelam que a as
zeólitas são bem similares em relação a sua composição
química.Com o tratamento
ácido houve um aumento no pico de difração atribuído a Estilbita
cálcica e
quartzo.Na fluorescência observou-se que a composição das
amostras das argilas
in natura e ativada possuem maiores e menores teores de
sílica(56,75%-65,28%)e
alumina(35,47%-27,94%).A zeólita in natura possuem altos teores
de óxidos de
cálcio(5,62%) e magnésio(10,31%), a ativada apresentou
diminuição do teor de
cálcio(0,34%),indicando que a ativação removeu esse componente.
Figura 01- Espectros de infravermelho das argilas e Zeólitas in natura e ativada
C= Caulinita, Q=Quartzo, Eb= Estilbita Cálcica, E= Esmectita. Figura 02-Difratograma da difração de raios-X da argila caulinita e Zeólita in natura e ativada.
Conclusões
Os resultados permitem concluir que a ativação do material não alterou a estrutura das argilas, ao contrário das zeólitas.A ativação do material está no interesse de induzir o aumento da capacidade de adsorção, comparado com amostras naturais. Tendo em vista que para a aplicação da purificação a seco do biodiesel, seria uma alternativa viável, pois considerando os aspectos econômicos e ambientais, as argilas e zeólitas possuem baixo custo e ainda apresenta a possibilidade de reutilização.
Agradecimentos
CNPq, LPQIA, UFMA.
Referências
[1] Paula, A.J.A.; Krugel,M.; Miranda,J.P.;Rossi, L.F,S.; Costa Neto, P.R. Quim. Nova, 34 (2011), 91-95.
[2]Faccini,C.S.;Cunha,M.E.;Moraes,M.S.A.;Krause,L.C.;Manique,M.C.;Rodrigues, M.R.A.;Benvenutti, E.V.;Camarão, E.B.J.Braz.Chem.Soc.22 (2011),558-563.
[3] Figueiredo, F. Gilvan, Propriedades físico-químicas de argilas e zeólitas do estado do maranhão. 2010, p-53-61.
[4] Santos, F.F. Sinara, Otimização do processo de purificação de biodiesel por lavagem a seco “Dry Washing”. 2010, p-23-35.
[5] BERRIOS, M.; SKELTON, R. L. Comparison of purification methods for biodiesel. Chemical Engineering Journal, v. 144, p. 459–464, 2008.
[6] LÔBO, I. P.; FERREIRA, S. L. C.; CRUZ, R. S. Biodiesel: Parâmetros de Qualidade e Métodos Analíticos. Química Nova, 32, n. 6, 2009. 1596-1608
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