ESTUDO DA CINÉTICA DE ADSORÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS PRESENTES NA BIOGASOLINA UTILIZANDO O ADSORVENTE CLV98/900

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Físico-Química

Autores

Batista do Nascimento, K. (UNIVERSIDADE FEDERAL D O SULE SUDESTE DO PARÁ) ; de Jesus Pantoja da Gama1, 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)

Resumo

Visando adsorver os ácidos graxos presentes na biogasolina oriunda do craqueamento térmico catalítico do óleo de fritura com o Pó de Aciaria Elétrica (PAE) como catalisador, sintetizou-se um material (CLV98/900), a partir do resíduo lama vermelha, o qual foi investigado sua capacidade adsortiva no decorrer do tempo. Os resultados demonstram que o CLV98/900 é um promissor adsorvente, visto que conseguiu adsorver cerca de 20% dos ácidos graxos presentes em uma gasolina altamente ácida.

Palavras chaves

Craqueamento; Adsorção; Biocombustíveis

Introdução

O uso de biocombustível tem como principal vantagem à redução significativa nas emissões de gases que podem ocasionar o aquecimento global (MATIAS, 2014). Segundo Borugadda e Goud (2012), os biocombustíveis podem ser produzidos através de resíduos urbanos e agroindústrias, tais como óleos utilizados em processos de fritura por imersão e gorduras animais. E existem diversas rotas tecnológicas para produção de biocombustíveis, como por exemplo a transesterificação, esterificação e o craqueamento (RAMOS et al, 2011). O craqueamento térmico ocorre na ausência de catalisador, a altas temperaturas que provocam a quebra homolíticas espontâneas das ligações C-C e C-H, resultando na formação de fragmentos menores (MC MURRY, 2012). Ou pode ocorrer com o uso de um catalisador, onde o mesmo seria responsável por diminuir a energia da reação global, além de melhorar as propriedades dos produtos (PRADO, 2009; SUAREZ; 2009; OLIVEIRA, 2013). No entanto, há uma grande desvantagem no uso do craqueamento para a produção de energia renovável, isso por que é impraticável o uso direto desse produto, pois apresentam altos índices de ácidos graxos livres (ADJAYE e BAKHSHI, 1995; GUO et al, 2003; ZHANG et al, 2007), os quais elevam a acidez e limita o uso do biocombustível (FERRARI et al, 2005 e CAMARGOS, 2005). Para solucionar tal problemática, tem-se a rota tecnológica da adsorção (SILVA et al, 2013). E entre os materiais com grande potencial de adsorção, encontra-se a lama vermelha, um resíduo gerado em grande escala no processo de fabricação de alumínio. Dessa forma sintetizou-se um adsorvente a partir de tal resíduo, denominado de CLV98/900. E a fim de observar as potencialidades do material sintetizado, submeteu-se o mesmo no processo de adsorção para analisar o melhor tempo de adsorção.

Material e métodos

Após a síntese do adsorvente CLV 98/900 de acordo com a metodologia descrita por Costa (2017) e após a obtenção da biogasolina oriunda do craqueamento térmico catalítico do óleo de fritura com o PAE, realizou-se os testes de adsorção, o qual seguiu a metodologia descrita por Mancio (2015) onde no processo de adsorção, foram pesados em uma balança analítica, aproximadamente cinco gramas da fração biogasolina, as quais foram acondicionados em erlenmeyers. Aos erlenmeyers foram adicionados 5% (m/m) do material adsorvente (CLV 98/900), em relação a massa de biocombustível pesada. Investigou-se apenas a variação do tempo de adsorção dos ácidos graxos dos biocombustíveis (0; 2,5; 5; 10; 20; 30; 40; 50 e 60 min). 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, juntamente com a biogasolina, via a caracterização físico-química (índice de acidez), pela titulação colorimétrica, através do método padrão da ASTM D 974, e via caracterização composicional através da técnica de espectroscopia na região no infravermelho a qual foi realizada no equipamento da marca Agilent, modelo CARY 630 com reflectância atenuada (ART). A quantidade de ácidos graxos adsorvidos por grama de adsorventes foi calculada a partir da fórmula: qt= {[(NAT0 -NATf)xPMAGL ]xmFD}/mADS Onde, NAT0 e NATf são os números de ácidos totais do biocombustível antes e depois da adsorção, respectivamente, mFD é a massa de fração destilada utilizada, mADS é massa de adsorvente empregada em cada corrida dos experimentos e AGL é o peso molecular médio referente aos ácidos graxos livres presentes no biocombustível.

Resultado e discussão

Os dados cinéticos dispostos na Tabela, demonstram os resultados da cinética de adsorção dos ácidos graxos livres (AGL). Estes estão relacionados à quantidade relativa de ácidos graxos livres adsorvidos (qt), e a variação do índice de acidez (IA) nos diferentes tempos de contato dos experimentos, onde através destes resultados podemos verificar o efeito do tempo de processo sobre a remoção dos AGLs. A acidez da biogasolina foi de 114,40 mgKOH/g, dessa forma os resultados demonstram que a adsorção em 2,5 não foi eficiente, tendo em vista que a acidez do biocombustível aumento, porém, ao decorrer do tempo o CLV foi demonstrando sua eficiência, sobretudo nos tempos de 20 e 30 minutos, onde conseguiu baixar a acidez do biocombustível, no período de 40 minutos a acidez volta aumentar e em seguida ela tende ficar constante, isso pode ter ocorrido devido ao adsorvente está saturado e dessa forma dessorver o adsorbato. ESPECTROS Os espectros na região do infravermelho das biogasolinas desacidificadas corroboram os resultados dos índices de acidez, visto que a banda da carbonila em 1710 cm- (Silverstain, 2007), apresenta-se bem mais intensa no tempo de 2,5, 5, e 60.

Conclusões

A adsorção é uma solução de baixo custo para remoção de ácidos graxos livres, pois a partir de resíduos, como por exemplo a lama vermelha, conseguiu-se sintetizar um adsorvente promissor, o qual teve como melhor tempo de residência os períodos de 20 e 30 minutos, onde adsorveu cerca de 20% de ácidos graxos livres.

Agradecimentos

Referências

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