ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: EMPREGO DAS CINZAS DA CASCA DE ARROZ NA CLARIFICAÇÃO DO ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA E REDUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS LIVRES.
AUTORES: JUNGER, D.L. (IFES) ; SOARES, A.B. (PQ-IFES)
RESUMO: O presente trabalho estudou o emprego das cinzas das cascas de arroz (CCA) previamente
tratadas por lixívia ácida e calcinadas a 550ºC para clarificação do óleo residual de
fritura (ORF). As cascas de arroz (CA) foram caracterizadas por análise
termogravimétrica (ATG) a fim de verificar a melhor temperatura de calcinação, que foi
470ºC. As CCA foram analisadas por área específica BET e verificou-se uma área
específica de 276,7 m2/g. O ORF foi caracterizado antes e depois da clarificação por
Índice de acidez, índice de refração e teste de Kreis. Verificou-se clarificação de 23%
e redução de índice de acidez em 52,48%. Desta forma, a CCA mostrou-se promissora para
a redução dos ácidos graxos livres no ORF.
PALAVRAS CHAVES: casca de arroz, clarificação, óleo residual de fritura.
INTRODUÇÃO: A implantação de Programas de Qualidade Total tem reduzido o impacto poluidor. No
entanto, muitos casos ainda prevalecem sem proposta de solução definitiva. Dentre os
materiais que representam riscos de poluição ambiental, figuram os óleos vegetais
usados em processos de fritura por imersão. Cujos destinos incluem a produção de
sabão, de massa de vidraceiro e de ração animal, mas parte de seu volume é descartado
diretamente no esgoto doméstico, um dos principais poluidores.2
Segundo MITTELBACH (1988, p. 1185–1187) existe a possibilidade de utilização do ORF
para a produção de biodiesel com boa qualidade.4 A produção de um biocombustível a
partir deste resíduo diminuiria problemas relacionados ao descarte e aumentaria a
produção de biodiesel. No entanto, o ORF sofre alterações físicas e químicas durante
o processo de fritura, como: escurecimento, aumento da viscosidade, formação de
espuma, hidrolização de óleos e gorduras havendo formação de ácidos graxos livre,
monoacilglicerol e diacilglicerol, e/ ou oxidação para formar peróxidos,
hidroperóxidos, dienos conjugados e epóxidos.3 Um dos parâmetros que deve ser
analisado quanto às características do óleo vegetal é sua cor, que deve ser límpida e
incolor, definida de acordo com a resolução n° 7 da Agência Nacional do Petróleo, Gás
Natural e Biocombustíveis (ANP).1 Para posterior obtenção do biodiesel utilizam-se
adsorventes para a clarificação do ORF. O descoramento do ORF por adsorção envolve a
remoção de componentes coloridos (carotenóides e derivados), traços de metais,
fosfolipídeos, sabões e produtos de oxidação. A CA tem se apresentado um excelente
adsortivo.5,6 Desta forma, o objetivo deste trabalho é a obtenção das CCA por lixívia
ácida e posterior aplicação na clarificação do ORF e redução dos ácidos graxos livres
MATERIAL E MÉTODOS: Preparo do material adsortivo: A casca de arroz usada neste trabalho foi proveniente
da região de Castelo-ES. Inicialmente 500g de CA foram lavadas com 5L de água
destilada mais 500mL de água ultra pura e secadas a temperatura ambiente por 24h.
Depois foram submetidas à lixívia ácida, com adição de ácido clorídrico (HCl) 20%
(v/v) a 100ºC por 1h. Posteriormente, lavou-se a CA com água destilada, até atingir o
pH entre 5-6. Secou-se por 12h em estufa a 60ºC e o material foi calcinado a 550ºC
por 2h.
A CCA foi caracterizada através de um equipamento de Fissorção/ Quimissorção marca
Quantachrome Instruments, modelo Autosorb – 1C, para medir área específica através do
método desenvolvido por Brunauer, Emmett e Teller (BET).
Tratamento prévio do óleo residual de fritura e clarificação: O óleo residual de
fritura foi coletado na cantina do IFES e foi caracterizado antes e após ensaio de
descoramento através do índice de acidez, índice de refração e teste de Kreis.
Inicialmente este óleo foi colocado em contato com um agente secante (sulfato de
magnésio) e filtrado em papel de filtro qualitativo para retirada de resíduos
sólidos. Os ensaios de descoramento foram realizados simulando reator de leito
fluidizado conforme descrição a seguir: o óleo de soja, 20g, foi misturado com o
material em estudo em proporção de 10, 15, 20% em massa de óleo. A suspensão é
agitada por 12, 24 e 48h. Após, o óleo foi separado do material por filtração. Foram
realizados triplicatas.
Determinou-se antes e depois da clarificação por medida de absorbância a remoção de
cor do óleo. Utilizou-se o espectrofotômetro da marca Micronal-B572. O grau de
clarificação foi calculado pela equação [(Ao – A) / Ao] x 100, sendo Ao: absorbância
do óleo antes da clarificação e A: após o processo de clarificação.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A CA foi caracterizada por análise termogravimétrica (ATG), que estuda a variação de
massa de uma substância em função de uma programação de temperatura linear com o
tempo, conforme figura 1.
Analisando o gráfico de ATG pode-se observar que a melhor temperatura de calcinação é
de 470°C. Em seguida com análise de área específica BET das CCA verificou-se uma área
específica de 276,7 m2/g. Quanto maior a área específica mais eficiente o adsorvente.
Para determinar a absorbância das amostras de ORF verificou-se o comprimento máximo
de 410 nm, através da análise de varredura. Ao observar a Tabela 1 pode-se afirmar
que não obtivemos uma porcentagem muito alta de clarificação demostradas pelo grau de
clarificação (GC). Porém conforme aumentamos a porcentagem em massa de CCA e o tempo
de reação, a clarificação fica mais eficiente.
O índice de refração é característico para cada tipo de óleo e esta relacionado com o
grau de insaturação das cadeias, compostos de oxidação e tratamento térmico. Foi
determinado para o ORF o valor de 1,4730 e para o óleo virgem de 1,4680 através da
análise em refratômetro de bancada. De acordo com a ANVISA, o índice de refração para
óleos vegetais deve atender os limites entre 1,466 e 1,470. Conforme tabela 1 pode-se
observar uma boa recuperação do ORF com análise de IR. E o melhor resultado foi
1,4685, 99% menor que o IR do ORF.
O índice de acidez (IA) foi obtido em miligramas de KOH (0,0109 mol/L) por 1g de
amostra de óleo. Obteve-se o IA do óleo sujo de 1,652mg KOH/g óleo e do óleo virgem
de 0,297mg KOH/g óleo. Analisando os valores da tabela 1 para o IA conclui-se que a
redução dos ácidos graxos máxima foi de 52,48%.
Através do teste de Kreis pode-se observar uma redução da cor avermelhada que
identifica a presença de compostos aldeídicos.
CONCLUSÕES: Com base no trabalho realizado, concluiu-se que a CCA como material adsortivo de
compostos indesejados do ORF não se mostrou muito eficiente quando analisado o grau de
clarificação, portanto foi eficiente na remoção de ácidos graxos analisados pelo índice
de acidez. Com o teste de Kreis também pode-se visualizar uma menor quantidade de
ácidos graxos. Por meio desses fatos podemos confirmar a eficiência da CCA como
adsorvente na recuperação do ORF.
Pode-se observar também que CCA possui uma boa área específica e os resultados obtidos
são promissores para a utilização deste rejeito.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio financeiro necessário à execução do projeto e
ao IFES e a UENF pelo suporte necessário.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO (Brasil). Resolução n° 7, de 19 de março de 2008. Diário Oficial da União, Brasília, 2008. Disponível em: <http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2008/mar%C3%A7o/ranp%07%20-%202008.xml?f=templates$fn=document-frame.htm$3.0$q=$x=$nc=6637.Accessed>. Acesso em: 15 de janeiro de 2011.
2. BIODIESEL. Transesterificação de óleo comestível usado para a produção de biodiesel e uso em transportes. Disponível em: <www.biodieselbr.com>. Acessado em 06 de maio de 2010.
3. Cella, R.C.F.; Regitano-D’Arce, M.A.B.; Spoto, M.H.F. (2002) Comportamento do óleo de soja refinado utilizado em fritura por imersão com alimentos de origem vegetal; Ciência e Tecnologia dos alimentos, Campinas (22)2, 111-116p.
4. MITTELBACH, M.; TRITTHART, P. Diesel Fuel Derived from Vegetable Oils, III. Emission Test using Methyl Esters of Used Frying Oil. Journal of the American Oil Chemists’ Society, Vol. 65, n.7, pp. 1185–1187. 1988.
5. Betina Pires Oliveira. Estudo de materiais alternativos para clarificação do óleo de fritura para posterior obtenção de biodiesel. 2009. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Licenciatura em Química) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo. Orientador: Ana Brigida Soares.
6. PIRES, B. O. ; SOARES, A. B. . Material Alternativo (cinza da casca de arroz) para clarificaçao de óleo residual. In: Congresso Brasileiro de Química, 2008, Rio de Janeiro. Congresso Brasileiro de Química. Rio de Janeiro, 2008.
7.AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA (Brasil). Resolução n. 482 de 23 de setembro de 1999. regulamento técnico para fixação de identidade e qualidade de óleos e gorduras vegetais, Brasília, 1999. Disponível em: < http://www.anvisa.gov.br/legis/resol/482_99.htm>. Acesso em: 15 de janeiro de 2011.
