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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES
PRÓ-REITORIA DE ENSINO, PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO CAMPUS DE
ERECHIM
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS
CAROLINA ELISA DEMAMAN ORO
PURIFICAÇÃO DO SAL RESIDUAL DA ETAPA DE DESTILAÇÃO DA GLICERINA
BRUTA
ERECHIM – RS
2018
CAROLINA ELISA DEMAMAN ORO
PURIFICAÇÃO DO SAL RESIDUAL DA ETAPA DE DESTILAÇÃO DA GLICERINA
BRUTA
Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre, pelo Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Departamento das Ciências Agrárias da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Campus de Erechim.
Orientadores: Dr. Rogério M. Dallago Dr. Marcelo L. Mignoni
ERECHIM - RS
2018
CAROLINA ELISA DEMAMAN ORO
PURIFICAÇÃO DO SAL RESIDUAL DA ETAPA DE DESTILAÇÃO DA GLICERINA
BRUTA
Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre, pelo Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Departamento das Ciências Agrárias da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Campus de Erechim.
Orientadores: Dr. Rogério M. Dallago Dr. Marcelo L. Mignoni Erechim, 08 de março de 2018.
BANCA EXAMINADORA
___________________________
Prof. Dr. Rogério Marcos Dallago (Orientador)
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI Erechim
___________________________
Prof. Dr. Marcelo Luis Mignoni (Orientador)
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI Erechim
___________________________
Prof. Dr. Alexander Junges (Banca examinadora)
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI Erechim
__________________________
Profa Dra. Gean Delise Pasquali Vargas (Banca examinadora)
Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS Erechim
FICHA CATALOGRÁFICA
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, por iluminar o meu caminho. Aos meus pais, pelo amor
incondicional e por toda a valorização que deram a minha formação e educação. Ao
meu irmão, que sempre esteve junto. Ao meu tio Jaime Luiz Demaman (in memoriam)
e aos meus avós Carlos A. Demaman (in memoriam) e Elisa P. Demaman (in
memoriam) por todo o apoio e educação recebidos durante a minha vida, ofereço o
mérito de mais uma conquista.
Ao meu namorado Henrique, por trilhar todo o caminho junto comigo, pelos
conselhos, incentivos e confiança.
Aos meus orientadores, Rogério Marcos Dallago e Marcelo Luis Mignoni, pela
amizade, conhecimento, confiança e dedicação.
À banca examinadora, pela disponibilidade, interesse e valiosas contribuições.
Muito obrigada!
“Aos outros, dou o direito de ser como
são. A mim, dou o dever de ser cada dia
melhor. ”
Chico Xavier
RESUMO
O processo utilizado para a purificação da glicerina atualmente é a destilação, onde
os principais resíduos provenientes deste são formados principalmente por sais de
cloreto. De acordo com a indústria, e confirmados experimentalmente neste estudo, o
resíduo gerado na purificação da glicerina é de aproximadamente 5% do volume de
glicerina processada. Dessa forma, com um processamento de 120 toneladas/dia, a
empresa possui 6.000 kg/dia de resíduo, os quais são atualmente descartados em
aterros por empresas terceirizadas, gerando custos para a empresa. Diante do
exposto, o objetivo do presente trabalho consiste em uma proposta para a purificação
e limpeza do sal residual proveniente da etapa de purificação da glicerina bruta
mediante destilação, propondo um fluxograma industrial para a extração, bem como
a sugestão de utilização dos sais purificados. Para tanto, foi realizada uma
caracterização da amostra bruta mediante análises de Carbono Orgânico Total (COT),
teor de cloretos, análise de metais (Na, K, Ca e Mg), teor de glicerol, umidade, sólidos
totais e teor de cinzas. A amostra bruta foi submetida a extração utilizando diferentes
solventes (metanol, etanol, clorofórmio e diclorometano), onde o metanol mostrou-se
como sendo o solvente mais eficaz para a extração da fase orgânica da amostra em
estudo. Foi avaliada a proporção sal residual:solvente (1:3, 1:5 e 1:10) que
apresentava maior eficiência de extração, além do tempo reacional necessário para a
mesma (1, 5, 10 e 15 minutos). Após a obtenção da amostra tratada, a mesma foi
submetida as mesmas análises de caracterização da amostra bruta, a fim de
comparação. Os resultados indicam que tanto o rendimento quanto a qualidade do sal
recuperado são governados, não pelo tempo de contato, mas sim pela relação sal
residual:solvente. Observou-se uma redução significativa no teor de carbono orgânico
total (COT) entre a amostra bruta e a tratada, a qual foi acompanhada por um aumento
expressivo do teor salino, principalmente para os íons cloreto e o sódio. Corrobora
com esta tendência a redução no valor de glicerol e o aumento no teor de cinzas na
amostra tratada. Ao testar o sal obtido como substituição ao sal mineral usado para a
alimentação animal, o mesmo obteve resultados positivos e satisfatórios, mostrando
uma das possibilidades de reutilização desse resíduo a partir da metodologia
apresentada.
Palavras-chave: Resíduo. Cloreto de sódio. Purificação. Extração sólido-líquido.
ABSTRACT
The process used for the purification of glycerin is currently distillation, where the main
residues from this are mainly formed by chloride salts. According to the industry, and
experimentally confirmed in this study, the residue generated in glycerin purification is
approximately 5% of the volume of processed glycerin. Thus, with a processing of 120
tons/day, the company has 6000 kg/day of waste, which are currently discarded in
landfills by outsourced companies, generating costs for the company. In view of the
above, the aim of the present work is to propose a purification and cleaning of the
residual salt from the crude glycerin purification step by distillation, proposing an
industrial flow chart for the extraction, as well as the suggestion of the use of the
purified salts. For this purpose, a crude sample was characterized by Total Organic
Carbon (TOC), chloride content, metal analysis (Na, K, Ca and Mg), glycerol content,
moisture content, total solids and ash content. The crude sample was extracted using
different solvents (methanol, ethanol, chloroform and dichloromethane), where
methanol proved to be the most efficient solvent for extracting the organic phase of the
sample under study. The ratio of the mass: solvent (1: 3, 1: 5 and 1:10), which had
higher extraction efficiency, and the reaction time required for the same (1, 5, 10 and
15 minutes) were evaluated. After obtaining the treated sample, it was subjected to the
same characterization analyzes of the crude sample, for comparison. The results
indicate that both the yield and the quality of the recovered salt are governed, not by
the contact time, but by the mass: solvent ratio. A significant reduction in total organic
carbon (TOC) was observed between the crude and treated samples, which was
accompanied by an expressive increase in salt content, mainly for chloride and sodium
ions. It corroborates with this tendency the reduction in the glycerol value and the
increase in the ash content in the treated sample. When testing the salt obtained as a
substitute for the mineral salt used for animal feed, it obtained positive and satisfactory
results, showing one of the possibilities of reuse of this residue from the presented
methodology.
Keywords: Residue. Sodium chloride. Purification. Solid-liquid extraction.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Produção do biodiesel e glicerina através da transesterificação de
triglicerídeos...................................................................................................20
Figura 2. Etapas de realização da purificação do resíduo proveniente da etapa
de purificação da glicerina...............................................................................27
Figura 3. Amostra de sal bruto proveniente da etapa de purificação da
glicerina..........................................................................................................35
Figura 4. Resultado obtido para a solubilidade dos sais (amostra bruta) para
os solventes testados. Sendo em (A) metanol, em (B) etanol, em (C)
clorofórmio e em (D) diclorometano................................................................36
Figura 5. Em (A) o sal bruto sem tratamento, em (B) após extração com
metanol na proporção 1:3, em (C) após extração com metanol na proporção
1:5 e em (D) após extração com metanol na proporção 1:10.........................39
Figura 6. Fluxograma simplificado para o processo de limpeza do resíduo
proveniente da etapa de purificação da glicerina em escala industrial............43
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Proveniência e pureza dos solventes utilizados..............................28
Tabela 2. Características básicas dos solventes utilizados, tais como massa
molar, ponto de ebulição, densidade e polaridade..........................................29
Tabela 3. Resultados obtidos para as análises de teor de glicerol, umidade,
sólidos totais e teor de cinzas na amostra de sal bruto....................................34
Tabela 4. Resultados obtidos para as análises de Carbono Orgânico Total
(COT), teor de cloreto e análise dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca)
e magnésio (Mg) presentes na amostra de sal bruto......................................35
Tabela 5. Massa e percentual de sal recuperado, sujidades e cloretos nas
sujidades obtidos empregando diferentes proporções de sal residual:metanol
com um tempo reacional de 15 minutos..........................................................38
Tabela 6. Massa e percentual de sal recuperado e sujidades obtidas
empregando diferentes tempos de contato mantendo-se fixa a proporção sal
residual:metanol em 1:5..................................................................................40
Tabela 7. Resultados obtidos para as análises de Carbono Orgânico Total
(COT), teor de cloreto e análise dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca)
e magnésio (Mg) presentes na amostra de sal bruto e tratado.......................41
Tabela 8. Resultados obtidos para as análises de teor de glicerol, umidade,
sólidos totais e teor de cinzas nas amostras de sal bruto e tratado................42
Tabela 9. Massa de sujidade, volume de titulante utilizado, massa de
cloreto/massa de amostra e porcentual de cloreto encontrado na amostra
analisada........................................................................................................52
Tabela 10. Resultados obtidos para a solubilidade de NaCl em metanol.......53
LISTA DE ABREVIAÇÕES, SÍMBOLOS E UNIDADES
% - Porcentagem
°C - Graus Celsius
ANP – Agência Nacional do Petróleo
Ca – Cálcio
Cl – Cloro
COT – Carbono Orgânico Total
Fe - Ferro
g – Gramas
K – Potássio
kg – Quilograma
L - Litros
M – Molar
m³ - Metros cúbicos
MAPA – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
Mg - Magnésio
mL - Mililitros
N – Normalidade
Na – Sódio
NaCl – Cloreto de Sódio
NGOM - Matéria Orgânica Não Glicerol
P – Fósforo
ppm – Partes por Milhão
S – Enxofre
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 14
2 OBJETIVOS ................................................................................................ 16
2.1 Objetivo geral ...................................................................................... 16
2.2 Objetivos específicos ......................................................................... 16
3 REFERENCIAL TEÓRICO .......................................................................... 17
3.1 A importância dos biocombustíveis .................................................. 17
3.1.1 Biodiesel .................................................................................................... 18
3.1.1.1 Glicerina: Produção e purificação ...................................................... 20
3.2 Tratamento de resíduos ...................................................................... 23
3.2.1 Importância e utilização do sal mineral na alimentação animal ....... 25
4 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 27
4.1 Preparo das amostras ......................................................................... 28
4.1.1 Materiais .................................................................................................... 28
4.1.2 Testes de purificação do sal utilizando diferentes solventes ............ 28
4.1.3 Extração utilizando metanol ................................................................... 29
4.1.3.1 Extração utilizando metanol em diferentes tempos ........................ 30
4.2 Análises ............................................................................................... 30
4.2.1 Teor de Carbono Orgânico Total (COT)............................................... 30
4.2.2 Determinação do teor de cloreto ........................................................... 30
4.2.3 Análise dos metais ................................................................................... 31
4.2.4 Teor de glicerol ......................................................................................... 31
4.2.5 Umidade .................................................................................................... 32
4.2.6 Análise de cinzas ..................................................................................... 33
4.3 Tratamento estatístico ........................................................................ 33
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................ 34
5.1 Caracterização da amostra ................................................................. 34
5.2 Testes solubilidade utilizando diferentes solventes ........................ 36
5.2 Extração utilizando metanol ............................................................... 38
5.2.1 Extração utilizando metanol em diferentes tempos ............................ 40
5.3 Resultados obtidos para o sal residual bruto e o tratado ............... 41
5.4 Proposta de um sistema em escala industrial para limpeza do
resíduo em estudo ............................................................................................... 42
6 CONCLUSÃO .............................................................................................. 45
7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .......................................... 46
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 47
APÊNDICE I: Análise de cloretos na glicerina loira ................................... 51
APÊNDICE II: Análise de cloretos na sujidade ........................................... 52
APÊNDICE III: Solubilidade do cloreto de sódio em metanol ................... 53
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
1 INTRODUÇÃO
Estratégias de beneficiamento e aproveitamento de subprodutos, para a
melhoria de um processo já existente ou na criação de um novo produto, são
oportunidades de geração de valor para uma empresa. Dessa forma, custos
envolvendo o tratamento de subprodutos e resíduos podem ser convertidos em
ganhos econômicos e ambientais.
Fontes alternativas de energia ambientalmente limpas e renováveis foram
objeto de discussão global para minimizar a emissão de CO2 dos combustíveis fósseis
nos últimos anos. Entre os avanços nas pesquisas, o biodiesel, que é obtido pela
transesterificação de óleos vegetais ou de gorduras animais derivados de biomassa
com metanol, está ganhando espaço e conquistando o mercado. Dessa forma, com a
crescente demanda de produção de biodiesel, ocorre também a produção de glicerol,
que é o principal subproduto obtido no processo.
Grandes quantidades de glicerina bruta são produzidas na síntese de biodiesel
(cerca de 1 kg por 10 kg de biodiesel). A qualidade deste subproduto varia de processo
para processo, mas, em média, a composição típica é 80% de glicerol, o restante
consistindo de água, metanol, sais e matéria orgânica não glicerol (NGOM)
(ANGELONI et al., 2016; SETYAWAN et al., 2013; QUEIRÓS, COSTA e CARVALHO,
2013; HU et al., 2012; PATZER et al., 2007).
A política nacional de resíduos sólidos, Lei Federal nº 12.305/2010, traz consigo
diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos,
mostrando que antes da disposição final de um resíduo, deve-se pensar
primeiramente em processos de reciclagem deste, e somente ao final do seu ciclo,
tratar este resíduo, já sem aproveitamento, como um rejeito, para posterior destinação
final. Deve ser observada a seguinte ordem de prioridade na gestão e no
gerenciamento destes resíduos: a não geração, a redução, a reutilização, a
reciclagem, tratamento dos resíduos e destinação final ambientalmente adequada dos
rejeitos (BRASIL, 2010). Para tanto, muitas vezes as empresas buscam auxílio na
universidade, fortalecendo a parceria empresa/universidade.
Atualmente, a glicerina é purificada por destilação e os resíduos provenientes
dessa etapa são formados principalmente por sais de cloreto. De acordo com a
indústria, e confirmados experimentalmente neste estudo, o resíduo gerado na
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
purificação da glicerina é de aproximadamente 5% do volume de glicerina processada.
Assim, com um processamento de 120 toneladas/dia, a empresa possui 6.000 kg/dia
de resíduo, os quais são atualmente descartados em aterros por empresas
terceirizadas, gerando custos para a empresa. Assim, esse resíduo composto de sais
carece de um processo específico para sua geração de valor.
Em relação ao sal residual específico, não foram encontrados trabalhos na
literatura visando sua aplicação ou purificação. A pesquisa foi conduzida no Web of
Science (2018) empregando as palavras-chave: NaCl e KCl, NaCl glicerina, sal
glicerina, resíduo glicerina, NaCl resíduo biodiesel, entre outras.
Uma possibilidade seria a utilização destes sais como suplementação animal,
em substituição ao sal mineral, considerando que o Ministério da Agricultura, Pecuária
e Abastecimento (MAPA) autorizou o uso da glicerina bruta sem prévio
processamento como insumo para alimentação animal, abrindo precedente para este
resíduo. No entanto, estudos prévios indicaram rejeição por parte dos animais,
provavelmente devido a interferentes que proporcionaram gosto residual. Assim, uma
etapa de limpeza e purificação poderia permitir sua posterior reutilização, sendo este
o enfoque do presente estudo.
Neste sentido, a busca por um tratamento de purificação e limpeza dos resíduos
provenientes da etapa de purificação da glicerina bruta, sem causar riscos ambientais
e de baixo custo, respondendo às necessidades do mercado e às vantagens da
utilização dos sais em relação ao potencial de aplicação destes, consolidaram a
proposta desta pesquisa, cujos objetivos foram traçados e serão apresentados a
seguir.
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Buscando contribuir com o desenvolvimento regional, onde este segmento é
muito presente, associado a redução de impactos ambientais, o objetivo do presente
trabalho consiste em uma proposta para a purificação e limpeza do sal residual
proveniente da etapa de purificação da glicerina bruta mediante destilação.
2.2 Objetivos específicos
Com base no objetivo geral, os seguintes objetivos específicos foram
delineados:
Caracterizar o sal residual (amostra bruta);
Avaliar o melhor solvente extrator para purificação do resíduo em estudo;
Testar e comparar a melhor proporção sal residual:solvente, assim como o
melhor tempo de extração;
Realizar um estudo comparativo entre as amostras brutas e tratadas
caracterizadas;
Propor um fluxograma industrial para a purificação e limpeza dos resíduos
provenientes da etapa de purificação da glicerina bruta;
Sugerir a utilização dos sais purificados.
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
3 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo será apresentada uma breve explanação sobre a importância
dos biocombustíveis, especialmente o biodiesel com ênfase em seu principal
subproduto, que é a glicerina. Na sequência, é descrito o processo de purificação da
glicerina bruta e a geração de seu resíduo, assim como métodos de limpeza e
recuperação do resíduo formado, sugerindo uma utilização dos sais purificados.
3.1 A importância dos biocombustíveis
A substituição do petróleo como principal fonte de energia é urgente, devido à
sua eminente escassez e à poluição gerada pela queima de seus derivados. A
alternativa mais promissora aos combustíveis fósseis é a utilização de
biocombustíveis (GAUTO e ROSA, 2011).
As fontes renováveis de energia assumem importante presença no mundo
contemporâneo pelas seguintes razões: (i) os cenários futuros apontam para a
possível finitude das reservas de petróleo; (ii) a concentração de petróleo explorado
está situado em áreas geográficas de conflito, o que impacta no preço e na
regularidade de fornecimento do produto; (iii) as novas jazidas em prospecção estão
situadas geograficamente em áreas de elevado custo para extração; e (iv) as
mudanças climáticas com as emissões de gases de efeito estufa liberados pelas
atividades humanas e pelo uso intensivo de combustíveis fósseis, com danosos
impactos ambientais, reorientam o mundo contemporâneo para a busca de novas
fontes de energia com possibilidade de renovação e que assegurem o
desenvolvimento sustentável (GAUTO e ROSA, 2011).
A dependência do petróleo tem levado a mudanças críticas no clima do planeta.
Dessa forma, o desenvolvimento de combustíveis e insumos químicos baseados em
fontes renováveis é alvo de pesquisa em todo o mundo. É necessário conter o
aquecimento global, a fim de evitar um grande impacto ambiental, econômico e social
nos próximos anos. Sendo assim, é de extrema importância desenvolver novos
processos para a produção de combustíveis e produtos químicos, sem causar dano
ao meio ambiente, especialmente em termos de emissão de gases de efeito estufa.
Diante disso, o uso dos biocombustíveis vem se intensificando por todo o mundo,
principalmente o biodiesel (MOTA e PINTO, 2017).
18
Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
O biodiesel é um biocombustível produzido a partir de óleos vegetais ou
gorduras animais, e o Brasil é um dos maiores produtores e consumidores de
biocombustíveis do mundo devido à sua alta produção e disponibilidade de matérias-
primas (CREMONEZ et al., 2015). Este biocombustível pode ser utilizado como
substituto do óleo diesel convencional, porém possui características bem diferentes.
Por ser biodegradável, não tóxico e apresentar baixa emissão de poluentes, recebe
assim o título de combustível ecológico (RAMADHAS, JAYARAJ e
MURALEEDHARAN, 2004).
3.1.1 Biodiesel
O biodiesel é um combustível obtido a partir de matérias-primas vegetais ou
animais. As matérias-primas vegetais são derivadas de óleos vegetais, tais como soja,
mamona, colza (canola), palma, girassol e amendoim, entre outros. As matérias-
primas de origem animal são obtidas do sebo bovino, suíno e de aves. Incluem-se
entre as alternativas de matérias-primas os óleos utilizados em frituras (cocção)
(GAUTO e ROSA, 2011).
A trajetória do biodiesel no Brasil começou a ser delineada com as iniciativas
de estudos pelo Instituto Nacional de Tecnologia, na década de 1920, e ganhou
destaque em meados de 1970, com a criação do Pró-óleo – Plano de Produção de
Óleos Vegetais para Fins Energéticos, que nasceu na esteira da primeira crise de
petróleo. Em 1980, passou a ser o Programa Nacional de Óleos Vegetais para Fins
Energéticos, pela resolução n° 7 do Conselho Nacional de Energia. O objetivo do
programa era promover a substituição de até 30% de óleo diesel apoiado na produção
de soja, amendoim, colza e girassol. Nesta mesma época, a estabilização dos preços
do petróleo e a entrada do Proálcool, juntamente com o alto custo da produção e
esmagamento das oleaginosas, foram fatores determinantes para a desaceleração do
programa (OZAKI e BATALHA, 2008).
Para a utilização do biodiesel em escala comercial, no mercado de
biocombustível, convencionou-se adotar a expressão BXX, em que B significa
Biodiesel e XX a proporção do biocombustível misturado ao óleo diesel. Assim, a sigla
B2 significa 2% de biodiesel (B100), derivado de fontes renováveis e 98% de óleo
diesel e B5 equivale a 5% de biodiesel e 95% de óleo mineral. Essas misturas estão
19
Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
aprovadas para uso no território brasileiro e devem ser produzidas segundo as
especificações técnicas definidas pela Agência Nacional do Petróleo (ANP).
Em 2005, a Lei nº 11.097 introduziu definitivamente o biodiesel na matriz
energética. Um conjunto de decretos, normas e portarias, estabelecendo prazo para
comprimento da adição de percentuais mínimos de mistura de biodiesel ao diesel
mineral também foram criados para regularizar a produção do biocombustível. Nos
anos de 2008-2012 o percentual obrigatório era de 2%, subindo para 5% em 2013
(GAUTO e ROSA, 2011). No ano de 2014 foi estabelecido um novo aumento na adição
ao diesel, de 5% para 6% (B6), a partir de 1º de julho e de 6% para 7% (B7), a partir
de 1º de novembro. Espera-se chegar a 10% (B10) até o ano de 2020. Para atender
à demanda interna de biodiesel com a adição obrigatória de 5% ao diesel comum, o
Brasil produzia ao redor de 3,0 milhões de toneladas do biocombustível por ano,
gerando quase 300 mil toneladas de glicerina (CLASEN et al., 2015).
Existem duas tecnologias que podem ser aplicadas para a obtenção de
biodiesel a partir de óleos vegetais (puros ou de cocção) e sebo animal: a
transesterificação e o craqueamento. A tecnologia para a produção de biodiesel
predominante no mundo é a rota de transesterificação metílica, na qual óleos vegetais
ou sebo animal são misturados com metanol que, associado a um catalisador, produz
biodiesel. Os ésteres metílicos dos ácidos graxos são usados como biocombustível e,
para cada 100 m³ de óleo vegetal processado por esta rota, são obtidos 10 m³ de
glicerol (GAUTO e ROSA, 2011).
No Brasil, as empresas em operação adotam a tecnologia denominada
transesterificação, com predominância da rota tecnológica metílica em comparação
com a etílica. A rota etílica não separa bem os produtos obtidos e ainda requer
aperfeiçoamento tecnológico.
Dessa forma, no processo de transesterificação para a produção de biodiesel,
o metanol reage com o triglicerídeo (óleo/gordura) na presença de um catalisador
básico ou ácido para formar ésteres metílicos de ácidos graxos. As reações de
transesterificação dos óleos vegetais, além de produzir o biodiesel (Figura 1), geram
em torno de 10% de glicerina, que vem se destacando como um atraente insumo
químico oriundo de biomassa e, portanto, renovável (MOTA e PINTO, 2017).
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
Figura 1. Produção do biodiesel e glicerina através da transesterificação de
triglicerídeos.
Fonte: Adaptado de Lim e Teong, 2010.
A estequiometria geralmente consiste em 3 mols de álcool para 1 mol de
triglicerídeo, mas na prática um excesso de álcool é utilizado para aumentar o
rendimento na formação de ésteres (ENCIMAR et al., 2002).
3.1.1.1 Glicerina: Produção e purificação
A glicerina, que é o subproduto principal da produção de biodiesel, é um
solvente orgânico não tóxico, de baixo custo e prontamente disponível (BENSAH e
MENSAH, 2013). Possui um ponto de ebulição de 290 °C e uma viscosidade de 1,5
Pa.s, a 20 °C (MOTA e PINTO, 2017). É um composto orgânico pertencente à função
álcool, de forma líquida a temperatura ambiente (25 °C), higroscópico, inodoro,
viscoso e de sabor adocicado. O nome glicerina foi dado comercialmente a um produto
que diz respeito à substância glicerol, possuindo pureza acima de 95% (SILVA et al.,
2008).
O glicerol (1,2,3-propanotriol) foi primeiramente identificado por Carl Scheele
em 1779, que aqueceu uma mistura de letargo e azeite de oliva, separando o glicerol
do meio reacional. É um líquido viscoso e transparente, que possui sabor adocicado
(do grego; glykos = doce) (MOTA e PINTO, 2017; MOTA, DA SILVA e GONÇALVES,
2009). A presença de três grupos hidroxila em sua estrutura é responsável pela
solubilidade em água e sua natureza higroscópica. É uma molécula altamente flexível
formando ligações de hidrogênio tanto intra como intermoleculares (CALLAM et al.,
2001).
21
Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
A indústria de biodiesel está crescendo rapidamente na última década devido
a demanda por combustíveis renováveis. O principal subproduto, a glicerina bruta, é
derivada da produção de biodiesel. A glicerina bruta (cerca de 1 kg por 10 kg de
biodiesel) contém aproximadamente 50 a 90% de glicerol e 15 a 35% de impurezas,
tais como metanol ou etanol, ácidos graxos, água e alguns compostos químicos
obtidos através do processo de transesterificação (LEGAWA, WATTANASIT e
WATTANACHANT, 2017; JUNG e BATAL, 2011; DOZIER III, KERR e BRANTON,
2011).
O processo convencional de purificação da glicerina consiste em duas etapas.
Na primeira etapa os contaminantes como sabões, gorduras e impurezas químicas
são separados por adição de ácidos e decantação. Na segunda etapa pode ser
utilizada a destilação a vácuo ou a adsorção utilizando argilas ou carvão ativado
(SDRULA, 2010). O excesso de metanol utilizado no processo de fabricação do
biodiesel bem como o catalisador, ao término da reação são acumulados na glicerina
bruta. O tempo de estoque desta glicerina bruta e as condições deste estoque
aumentam a formação de sabão deixando-a mais escura, com maior viscosidade e
reduzindo a concentração de glicerol (GERVAJIO, 2005).
Para o processo de separação da glicerina e dos ácidos graxos, adiciona-se
ácidos à glicerina bruta agitando até obter uma mistura homogênea. A adição destes
ácidos transforma o sabão novamente em ácidos graxos livres e causa a neutralização
do catalisador, que geralmente é uma substância de caráter básico e ocorre a
separação em três fases: sais insolúveis referentes à neutralização do catalisador no
fundo, glicerina e metanol no meio e ácidos graxos livres ao topo. Como a camada de
glicerina é ácida é necessário ser neutralizada com solução alcalina de bicarbonato
de sódio (GERVAJIO, 2005).
Em 2013, mais de 350 mil toneladas de glicerina foram produzidas como
subproduto em usinas de biodiesel no Brasil. Esta glicerina possui uma cor escura e
contém quantidades variáveis de sabão, catalisador, álcool (tipicamente metanol),
monoglicerídeos, diglicerídos, oligômeros glicerol, polímeros, água e biodiesel. Este
produto bruto contém concentrações de glicerol de 40 a 85%, dependendo da
eficiência das etapas envolvidas no processo de produção de biodiesel. Quando
submetido a um processo de purificação parcial que envolve a adição de ácidos, os
derivados de ácidos graxos são removidos e o teor de glicerol aumenta a um
22
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percentual de 80-85%, mas o produto final ainda contém água, metanol e sais
dissolvidos (AUTHAYANUN, 2010).
Dados sobre a balança comercial divulgados em fevereiro de 2018 pelo
Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços mostram que o volume de
glicerina embarcada no primeiro mês deste ano passou das 27,4 mil toneladas
(BIODIESELBR, 2018a).
A glicerina pode ser utilizada em diversas áreas e segmentos. O uso da
glicerina na indústria de cosméticos, medicamentos e alimentos tem crescido nos
últimos anos. Contudo, a sua utilização nesses setores é condicionada ao grau de
pureza, que deve estar usualmente acima de 95%. Além disso, a glicerina oriunda do
processo de produção do biodiesel é cotada com valores cerca de três vezes menor
que a glicerina bidestilada e em média 500 vezes inferior à glicerina farmacêutica, as
quais apresentam maior grau de pureza (CLASEN et al., 2015).
No Brasil, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA)
autorizou no ano de 2010 o uso da glicerina bruta oriunda do processo de produção
do biodiesel como insumo para alimentação animal, preconizando níveis mínimos e
máximos de alguns componentes (mínimo de 80% de glicerina bruta, máximo de 13%
de umidade e máximo de 150 ppm de metanol) (CLASEN et al., 2015). A glicerina
possui alto valor energético, podendo contribuir favoravelmente em dietas para
animais. Possui sabor adocicado e é facilmente miscível com outros elementos da
ração (farelos, grãos moídos, etc.) (DONKIN, 2008).
Uma das formas de purificação da glicerina é a destilação. Nesse processo,
são gerados volumes significativos de sal residual (5% do volume destilado) composto
majoritariamente por cloretos (cloreto de sódio e de potássio) decorrentes da etapa
de neutralização do processo (FAGGION et al., 2016), os quais são normalmente
descartados em aterros licenciados, gerando um custo para a empresa além do
impacto ambiental do descarte.
Segundo dados da empresa em estudo, o resíduo gerado na destilação da
glicerina bruta é de aproximadamente 5% do volume de glicerina processada. Este
percentual foi avaliado mediante análise do teor de cloreto na glicerina loira (Bruta),
apresentando um teor em cloreto de sódio (NaCl) de 4,38% (Apêndice I). O valor
encontrado confirma o dado fornecido pela empresa, levando em consideração que
esse valor pode variar conforme o lote de fabricação. Assim, com um processamento
de 120 toneladas/dia, a empresa gera 6.000 kg/dia de resíduo.
23
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Segundo dados publicados pelo Ministério da Indústria, Comércio Exterior e
Serviços, o Brasil encerrou o ano de 2017 com 304,6 mil toneladas do principal
coproduto da produção de biodiesel embarcadas e um faturamento de praticamente
US$ 103 milhões. Em ambos os casos, os números são recordes (BIODIESELBR,
2018b). Se considerarmos 5% do volume total de produção de glicerina como resíduo
de purificação, isso dá um valor aproximado de 15,23 mil toneladas de resíduo
descartado que poderia ser reaproveitado.
3.2 Tratamento de resíduos
Sustentabilidade costuma vir acompanhada com a noção de aumento em
custos, especialmente no setor industrial. No entanto, estratégias de beneficiamento
e aproveitamento de subprodutos vêm se mostrando uma solução viável e
competitiva, fortalecendo a parceria empresa/universidade. Assim, custos envolvendo
o tratamento de efluentes e resíduos sólidos podem ser convertidos em ganhos
econômicos e ambientais contribuindo para a economia regional.
Segundo a Lei Federal nº 12.305/2010, referente à gestão integrada e ao
gerenciamento de resíduos sólidos, a destinação de resíduos inclui a reutilização, a
reciclagem, a compostagem, a recuperação e o aproveitamento energético ou outras
destinações admitidas pelos órgãos competentes, entre elas a disposição final,
observando normas operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à
saúde pública, à segurança e a minimizar os impactos ambientais adversos. De
acordo com a legislação, resíduo sólido é um material, substância, objeto ou bem
descartado resultante de atividades humanas em sociedade, a cuja destinação final
se procede, se propõe proceder ou se está obrigado a proceder, nos estados sólido
ou semissólido (BRASIL, 2010).
Logo, a logística reversa é um instrumento de desenvolvimento econômico e
social caracterizado por um conjunto de ações, procedimentos e meios destinados a
viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial, para
reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra destinação
final ambientalmente adequada (BRASIL, 2010).
Os resíduos de uma empresa devem ser tratados primeiramente como uma
oportunidade, buscando sempre a agregação de valor. Nesse contexto, a empresa
foco do presente estudo, considerando que a glicerina é autorizada pelo MAPA para
24
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ser empregada na alimentação animal, avaliou preliminarmente o emprego desse sal
residual como substituição ao sal mineral na alimentação animal sem obter sucesso,
uma vez que houve rejeição por parte dos animais provavelmente devido a fração
orgânica presente a qual após removida poderia levar a outro resultado (aceitação
animal).
A purificação de um composto pode ser obtida empregando diferentes
processos, como extração em fase sólida, extração líquido-líquido, extração sólido-
líquido, destilação, entre outros.
O uso do método de extração com solvente depende de alguns parâmetros,
como a distribuição e proporção do constituinte solúvel no sólido, e a natureza dos
sólidos. Alguns fatores exercem influência na velocidade de extração, como o
tamanho das partículas sólidas, a seletividade do solvente e a viscosidade. A agitação
do solvente favorece o contato sólido/solvente, e a solubilidade do soluto no solvente
é aumentada em temperaturas mais elevadas (TREYBAL, 1981).
No caso específico, a extração sólido-líquido apresenta-se como uma
alternativa. Na extração sólido-líquido, a escolha do solvente/meio extrator é
primordial para o sucesso do processo. Para tanto, o mesmo deve possuir a maior
afinidade possível por um dos componentes, sem comprometer demasiadamente o
outro componente, gerando duas fases, uma líquida, composta pelo meio extrator e
outra sólida (GOULART et al., 2010). Cabe destacar que a extração sólido-líquido
pode ser empregada visando objetivos distintos: (i) obter um extrato rico em
determinado princípio ativo, ou (ii) uma matriz purificada.
Visando um descarte adequado para diferentes resíduos, extrações seletivas
foram relatadas por outros autores na literatura. Smaniotto et al., (2010) realizou a
extração de chumbo de escórias, oriundas do processo de beneficiamento/reciclagem
do chumbo presente em baterias automotivas, baseada nas propriedades
complexantes do ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), sendo o ferro mascarado
com íons fluoreto. A escória em estudo era composta principalmente de ferro (~60%)
e chumbo (~6%), não podendo ser descartada em aterros convencionais devido ao
alto teor de chumbo.
Catalina et al., (2007) desenvolveram um trabalho que consiste na
descromagem do resíduo de couro em três etapas: (i) descromagem, (ii) recuperação
do Cr6+ por meio da resina de troca iônica e (iii) isolamento da gelatina para aplicação
industrial. Por meio do processo de descromagem consegue-se a recuperação do
25
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cromo como matéria prima e a produção de um resíduo composto basicamente por
fibras, um colágeno com boa consistência e coloração branca.
Normalmente, o(s) componente(s) a ser extraído, e que direcionará o solvente
a ser escolhido é o que se apresenta em menor quantidade. No presente caso, a carga
orgânica presente no sal residual, a qual, inerente ao processo, é composta
majoritariamente por glicerina, um composto com características polares, foi a fase
selecionada para ser extraída. Considerando que o objetivo é obter uma matriz
purificada, o solvente a ser escolhido deve comprometer o mínimo possível sua
estrutura, a qual é formada majoritariamente por sais de cloretos, ou seja, compostos
iônicos.
O emprego da extração sólido-líquido como princípio metodológico visando o
tratamento de resíduos sólidos, seja para posterior descarte (ANTUNES et al., 2014)
ou reaproveitamento (POPIOLSKI, 2017), tem sido relatado por diferentes autores na
literatura.
Popiolski (2017), demonstrou ser possível a reutilização do couro wet-blue
residual como nutriente agrícola após uma extração seletiva do cromo (Cr) presente
nesse resíduo empregando como agente extrator uma solução de etileno
diaminotetracético (EDTA). Antunes et al., (2014), empregando esse mesmo agente
extrator, demonstrou ser possível a remoção de chumbo (Pb) presente em escórias
oriundas do processo de beneficiamento/reciclagem do chumbo presente em baterias
automotivas.
3.2.1 Importância e utilização do sal mineral na alimentação animal
Os minerais estão envolvidos em quase todas as atividades metabólicas dos
animais. São elementos de suma importância para o organismo, pois atuam em
funções importantes da estruturação celular, resposta imunológica, manutenção da
vida, e produtividade dos animais. Porém, muitos animais consomem dietas
deficitárias às suas necessidades, principalmente no que diz respeito aos minerais,
contendo proporções desequilibradas entre si, sendo os alimentos pobres ou ricos em
determinados elementos antagonistas (TOKARNIA et al., 2000).
Os minerais podem ser quantificados entre 2 a 5% do peso vivo dependendo
da espécie, raça, indivíduo, idade, sexo, tipo e nível de produção, adaptação do
26
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animal, nível e estrutura química do mineral no alimento e suas inter-relações com os
outros nutrientes dietéticos (SPEARS, 1998).
Os minerais desempenham três funções essenciais no organismo animal,
sendo a participação estrutural dos tecidos, como o cálcio (Ca), fósforo (P), magnésio
(Mg) e ferro (Fe), que são componentes do tecido ósseo, além do enxofre (S) e P que
são componentes de proteínas musculares; fisiológicas, como o sódio (Na), potássio
(K), Ca e Mg, que atuam como eletrólito na manutenção do equilíbrio osmótico,
balanço acidobásico e permeabilidade das membranas. Atuam também em funções
catalíticas, como ativadores de processos enzimáticos, hormonais, estruturais de
metaloenzimas e vitaminas. Além de serem importantes reguladores por atuarem em
processos de regulação na replicação e diferenciação celular (SUTTLE, 2010;
TOKARNIA et al., 2010).
O sal residual gerado na etapa de purificação da glicerina possui potencial
aplicação como substituição do sal mineral na alimentação animal, considerando que
o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) autorizou o uso da
glicerina bruta oriunda do processo de produção do biodiesel como insumo para
alimentação animal, sem prévio processamento, abrindo precedente para este
resíduo. Para tanto, deve ser realizada uma etapa de purificação do resíduo, sendo
este o enfoque do presente trabalho.
27
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4 MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo são descritos os reagentes, métodos e equipamentos utilizados
nos experimentos. Os experimentos foram realizados nas instalações da Universidade
Regional e Integrada do Alto Uruguai e das Missões (URI). A Figura 2 apresenta o
fluxograma referente ao tratamento do sal residual com as suas respectivas etapas.
Figura 2. Etapas de realização da purificação do resíduo proveniente da etapa de
purificação da glicerina.
Fonte: A autora.
Resíduo da purificação da glicerina
Solubilidade em diferentes solventes
Extração utilizando metanol em diferentes proporções de
sal residual:solvente
Metanol (álcool metílico) Etanol (álcool etílico) Clorofórmio Diclorometano
1:3 1:5 1:10
Extração utilizando metanol em diferentes tempos
1 minuto 5 minutos 10 minutos
Carbono Orgânico Total (COT) Teor de cloretos Análise de metais (Na, K, Ca e Mg) Teor de glicerol Umidade Sólidos Totais Teor de cinzas
Obtenção da amostra tratada
Análises
Caracterização (análises)
28
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4.1 Preparo das amostras
4.1.1 Materiais
O resíduo de purificação da glicerina mediante destilação foi gentilmente cedido
por uma empresa de óleos local. Os solventes utilizados no presente estudo estão
descritos na Tabela 1.
Tabela 1. Proveniência e pureza dos solventes utilizados.
Solvente Origem (marca) Pureza¹
Metanol Dinâmica <99,8%
Etanol Dinâmica <99,5%
Clorofórmio Vetec <99,8%
Diclorometano Dinâmica <99,5%
Água Laboratório (URI) Ultrapura
¹Pureza da fração em massa conforme estabelecido pelo fornecedor, com exceção da água.
4.1.2 Testes de purificação do sal utilizando diferentes solventes
Os testes de purificação do sal residual da etapa de purificação da glicerina
(amostra bruta) foram conduzidos baseados no preceito da extração sólido-líquido.
Para a escolha do meio extrator da fase orgânica presente no sal residual foram
avaliados diferentes solventes (metanol, etanol, clorofórmio e diclorometano).
Algumas características e informações de cada solvente são mostradas na Tabela 2.
Para cada ensaio, pesou-se 10 g da amostra (resíduo) em um béquer e
adicionou-se 50 mL de solvente. Com o auxílio de uma placa de agitação e um
agitador magnético, a mistura de sal e solvente foi agitada durante 5 minutos. Como
resposta, acompanhou-se o aspecto físico da mistura (se houve ou não solubilidade
de algum componente do sal residual), a coloração da fase líquida (a qual indica se
houve solubilidade da fase orgânica), e o volume e coloração da fase sólida (os quais
estão relacionados com rendimento e pureza).
29
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Tabela 2. Características básicas dos solventes utilizados, tais como massa molar,
ponto de ebulição, densidade e polaridade.
Solvente Origem
(marca)
Massa
molar
(g/mol)
Ponto de
ebulição
(°C)
Densidade
(g/m³)
Polaridade
(P')¹
Metanol Dinâmica 32,04 64,70 0,79 6,60
Etanol Dinâmica 46,07 78,37 0,78 5,20
Clorofórmio Vetec 119,38 61,20 1,49 4,40
Diclorometano Dinâmica 84,93 39,60 1,33 3,40
¹Fonte: Polarity Index (Snyder). Fonte: MORITA e ASSUMPÇÃO, (1986).
4.1.3 Extração utilizando metanol
Considerando os resultados anteriores, o solvente selecionado para a
continuidade dos ensaios foi o metanol. Com o metanol, avaliou-se duas variáveis, de
forma independente, uma foi a relação sal:solvente e a outra o tempo de extração.
As relações de sal:solvente avaliadas foram de 1:3, 1:5 e 1:10 para a
purificação da amostra bruta. Para a extração, pesou-se 10 g de amostra bruta e
adicionou-se a quantidade de solvente indicada para cada ensaio, considerando as
proporções estudadas. A solução foi agitada com o auxílio de uma placa de agitação
e um agitador magnético por 15 minutos.
Decorrido o tempo estipulado, a amostra foi filtrada utilizando papel filtro
previamente pesado, recolhendo a solução extratora em um balão de rotaevaporador
de 250 mL, previamente pesado. A amostra que ficou no filtro foi seca em estufa à
vácuo na temperatura de 80°C até peso constante para a remoção de todo o metanol,
e a quantidade de sal retirada pelo filtro foi quantificada. O balão contendo a amostra
filtrada foi submetido a uma etapa de evaporação em rotaevaporador a 70 °C, 100
rpm e à vácuo da marca Quimis® modelo Q344B. Após a evaporação, o solvente foi
recuperado e o balão foi deixado no dessecador por um dia antes de ser pesado.
Como resposta, foi avaliado a massa e a composição (cloretos, sódio (Na),
potássio (K), cálcio (Ca), Magnésio (Mg), Carbono Orgânico Total (COT), umidade,
cinzas e glicerol) do sal resultante da etapa de purificação, bem como a massa gerada
na etapa de recuperação do metanol.
30
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4.1.3.1 Extração utilizando metanol em diferentes tempos
De posse dos resultados da melhor relação sal:solvente foi conduzido um novo
estudo onde avaliou-se diferentes tempos de extração, 1, 5 e 10 minutos. Para esses
ensaios empregou-se 10 g de amostra e 50 mL de metanol e o procedimento realizado
foi o descrito anteriormente.
4.2 Análises
Para as análises de Carbono Orgânico Total (COT), teor de cloreto e análise
dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) e glicerol, preparou-
se previamente e de forma independente, 1000 mL de uma solução contendo 0,82 g
(820 mg) das amostras bruta e tratada.
O teor de umidade, sólidos totais e cinzas foram conduzidas com as amostras
(bruta e tratada) na forma sólida.
4.2.1 Teor de Carbono Orgânico Total (COT)
O teor de carbono orgânico presente nas amostras brutas e tratadas foi
determinado instrumentalmente empregando o Determinador de Carbono Orgânico
TOC-V CSH da marca Shimadzu®. Para tanto, 10 mL da amostra foram submetidos
a análise. O método de análise é descrito em APHA (1998).
4.2.2 Determinação do teor de cloreto
O teor de cloreto presente nas amostras foi determinado volumetricamente
empregando como titulante uma solução padrão de nitrato de mercúrio 0,0141 M e
como indicador uma solução mista de difenilcarbazona e azul de bromofenol. Para a
análise foram empregados 100 mL da amostra preparada anteriormente, previamente
diluída 10 vezes. O cálculo foi realizado conforme a Equação 1.
31
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𝐶𝑙𝑜𝑟𝑒𝑡𝑜𝑠 (𝑚𝑔
𝐿) =
(𝑉𝑎 − 𝑉𝑏) 𝑥 𝑀 𝑥 35450
𝑉𝑙 𝑥 10
(1)
Sendo:
Va = volume (mL) da solução de Hg(NO3)2 gastos para titular a amostra.
Vb = volume (mL) da solução de Hg(NO3)2 gastos na titulação do branco.
M = Concentração de solução de Hg(NO3)2 (0,01424 mol/L).
Vl = Volume da amostra (100 mL)
4.2.3 Análise dos metais
Os teores dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg)
foram determinados por espectrometria atômica utilizando o espectrômetro de AAS
da Varian® modelo espectrAA 55.
4.2.4 Teor de glicerol
O método de periodato para determinação da concentração de glicerol foi
descrito por Cocks e Van Rede (1966), o qual consiste na reação do glicerol presente
na amostra com periodato de sódio (NaIO4) em solução aquosa ácida para produzir
formaldeído e ácido fórmico, este último utilizado como medida do glicerol. O
procedimento consiste na diluição da amostra previamente pesada em 50 mL de água
bidestilada. De 5 a 7 gotas de azul de bromotimol são adicionadas a amostra e a
mesma é acidificada com ácido sulfúrico 0,2 N até pH 4. A solução é então
neutralizada com NaOH 0,05 N até coloração azul.
Paralelamente, uma solução em branco deve ser preparada contendo 50 mL
de água bidestilada, sem a presença de glicerol e o mesmo procedimento adotado
para a amostra a ser analisada deve ser aplicado ao branco. Em seguida, 100 mL de
solução de periodato de sódio (60 g/L) são adicionados à amostra e ao branco e
mantidas ao abrigo da luz por 30 min. Após este período, 10 mL de solução de etileno
glicol (1:1) são adicionadas à mistura que é deixada ao abrigo da luz por mais 20 min.
As amostras são, então, diluídas até completar o volume de 300 mL com água
bidestilada e tituladas com solução de NaOH 0,125 N usando pH-metro para
32
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determinar pH 6,5 para o branco e pH 8,1 para a amostra. O teor de glicerol contido
na amostra é determinado através da equação 2.
𝐺𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑜𝑙 (%, 𝑚/𝑚) = 9,209 𝑥 𝑁 𝑥 (𝑉𝑎 − 𝑉𝑏)
𝑚
(2)
Sendo:
N = Normalidade da solução de NaOH.
Va = Volume (mL) da solução de arsenito consumido na titulação da amostra.
Vb = Volume (mL) da solução de arsenito consumido na titulação do branco.
m = Massa (g) da amostra utilizada.
4.2.5 Umidade
Secou-se os cadinhos de porcelana em estufa a 105 °C por uma hora. Os
cadinhos permaneceram no dessecador por 30 minutos e foram pesados. Pesou-se
aproximadamente 5 g da amostra bruta e da amostra tratada e as amostras foram
colocadas na estufa a 105 °C por 4 horas.
Depois de percorrido o tempo estipulado, os cadinhos foram colocados no
dessecador e pesados novamente. O experimento foi feito em triplicata para cada
amostra (bruta e tratada).
O cálculo de umidade da amostra foi realizado conforme a Equação 3. Para o
cálculo de sólidos totais, foi realizada a diferença do valor obtido para a umidade.
𝑈𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (%.𝑝
𝑝) =
(𝑁 𝑥 100)
𝑚
(3)
Sendo:
N = (Massa do cadinho vazio + amostra) – (Massa do cadinho após dessecação)
m = Massa da amostra
33
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4.2.6 Análise de cinzas
Para a análise de cinzas, os cadinhos de porcelana foram colocados no forno
mufla a 550 °C por 30 minutos para retirar possíveis resíduos e umidade. Após, foram
colocados em dessecador e pesados. Pesou-se aproximadamente 5 g de amostra
(bruta e tratada) nos cadinhos, e os cadinhos foram colocados sobre uma placa de
aquecimento a 300 °C para carbonização e após à mufla a 550 °C por 7 horas, para
que ocorresse a calcinação e obtenção das cinzas claras. Após, os cadinhos foram
colocados no dessecador e pesados. O cálculo da análise de cinzas foi realizado
conforme a Equação 4.
𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 (%.𝑝
𝑝) =
(𝑅 𝑥 100)
𝑚
(4)
Sendo:
R = (Massa do final após incineração) – (Massa do cadinho vazio)
m = Massa da amostra
4.3 Tratamento estatístico
Os resultados foram tratados estatisticamente por análise de variância
(ANOVA), seguido de comparação das médias pelo teste de Tukey, com o software
Statistica versão 5.0, com nível de confiança de 95%.
34
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5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O presente capítulo visa apresentar os resultados obtidos referentes ao
processo de limpeza do sal residual, bem como a caracterização dos sais antes e
após o tratamento, dando ênfase ao processo de extração da fase orgânica do sal
residual proveniente da etapa de purificação da glicerina. Além disso, será
apresentado um fluxograma com as etapas básicas necessárias para a realização da
limpeza do sal residual em escala industrial.
5.1 Caracterização da amostra
Os resultados de caracterização da amostra bruta estão apresentados nas
Tabelas 3 e 4. Os resultados obtidos para as análises de teor de glicerol, umidade,
sólidos totais e teor de cinzas são apresentados na Tabela 3 e os resultados de
Carbono Orgânico Total (COT), teor de cloreto e análise dos metais sódio (Na),
potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) presentes na amostra de sal bruto são
mostrados na Tabela 4.
De acordo com os resultados apresentados nas Tabelas 3 e 4, os principais
componentes são os cloretos e destes destaca-se o cloreto de sódio, cuja massa
associada (640,5 mg), corresponde a 78,1% da massa do sal bruto em estudo, o que
justifica a presente proposta, cujo objetivo é a purificação deste resíduo para ser
empregado com sal mineral na alimentação animal.
Tabela 3. Resultados obtidos para as análises de teor de glicerol, umidade, sólidos
totais e teor de cinzas na amostra de sal bruto.
Análises Resultados obtidos (%)
Umidade 7,99 ± 0,64
Sólidos Totais 92,01 ± 0,64
Glicerol 3,82 ± 0,16
Teor de cinzas 77,49 ± 0,34
35
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Tabela 4. Resultados obtidos para as análises de Carbono Orgânico Total (COT), teor
de cloreto e análise dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg)
presentes na amostra de sal bruto.
Análises* Resultados obtidos (mg)
COT 146,10 ± 0,31
Cloretos 368,02 ± 0,25
Sódio (Na) 272,50 ± 0,07
Potássio (K) 1,60 ± 0,08
Cálcio (Ca) 1,91 ± 0,06
Magnésio (Mg) 1,00 ± 0,01
*A massa de amostra empregada nos ensaios foi de 820 mg.
Corrobora com estes resultados o elevado teor de cinzas (77,49%), o qual
representa a fração inorgânica do resíduo. Da fração orgânica dos sólidos totais, a
qual corresponde a 14,53%, 3,82% refere-se a glicerina, o restante (10,71%) é matéria
orgânica não glicerol.
Em relação ao aspecto visual do resíduo, o mesmo apresenta uma coloração
caramelo escuro, granulometria grossa e sem uniformidade, e consistência pastosa
(Figura 3).
Figura 3. Amostra de sal bruto proveniente da etapa de purificação da glicerina.
Fonte: A autora.
36
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Considerando que os cloretos, como o de sódio, caracterizam-se por serem
sais com coloração branca, a coloração caramelo apresentada pelo sal residual foi
vinculada a fração orgânica presente no mesmo. Sendo a glicerina um poliálcool como
a sacarose (SOLOMONS, 1996), ao ser submetida a processo térmico necessário
para a destilação, parte da mesma pode estar sofrendo uma pirólise, conduzindo a
uma carbonização da mesma, contribuindo assim para a cor caramelo observada no
resíduo.
5.2 Testes solubilidade utilizando diferentes solventes
Os testes de solubilidade do resíduo de purificação da glicerina (amostra bruta)
foram realizados utilizando como solvente o metanol, etanol, clorofórmio e
diclorometano.
Considerando a coloração caramelo do sal bruto (Figura 3), a qual difere do
cloreto de sódio (branca) devido a presença da fase orgânica, objeto de extração neste
estudo, como resposta para esta etapa avaliou-se a cloração da fase líquida, a qual
tenderá para uma coloração caramelo, e da fase sólida, a qual tenderá para branca,
ambas tendências indicando a extração da fase orgânica presente no sal residual. A
Figura 4 apresenta os resultados obtidos para cada solvente em estudo.
Figura 4. Resultado obtido para a solubilidade dos sais (amostra bruta) para os
solventes testados. Sendo em (A) metanol, em (B) etanol, em (C) clorofórmio e em
(D) diclorometano.
Fonte: A autora.
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Como pode ser observado visualmente na Figura 4, os solventes clorofórmio e
diclorometano, de características apolares (Tabela 2) não demonstraram poder
extrativo, mantendo sua fase líquida incolor e a sólida com a coloração original do sal
bruto.
Pela coloração das fases líquida (tonalidade castanha) e sólida (coloração
branca referente ao sal) os solventes que apresentaram maior afinidade e solubilidade
da fração orgânica presente na amostra bruta foram o metanol e o etanol, ambos com
características polares (MARTINS, LOPES e DE ANDRADE, 2013).
Destes, o metanol, com uma coloração mais escura para a fase líquida e mais
clara para a fase sólida, foi o que apresentou melhor eficiência.
Ambas as tendências (efeito positivo para os solventes polares e negativo para
os apolares) estão relacionadas com a polaridade dos solventes (Tabela 2) e eram
esperadas, uma vez que o ensaio de caracterização do sal residual indicou como um
dos principais componentes da fase orgânica o glicerol, um composto com
características polares.
Para a extração da fase orgânica é necessária sua solubilização, cujo princípio
é governado pela afinidade, cuja principal variável é a polaridade. Resumidamente, a
afinidade é relatada pela frase onde similar (em termos de polaridade) dissolve similar
(MARTINS, LOPES e DE ANDRADE, 2013).
Esta propriedade também justifica o melhor desempenho observado para o
metanol em relação ao etanol. Tanto o metanol, também chamado de álcool metílico,
quanto o etano (álcool etílico), possuem em suas estruturas moleculares uma função
álcool (OH), a qual é responsável pela contribuição polar dos mesmos. A menor cadeia
carbônica do metanol, responsável pela contribuição da fração apolar de ambos os
solventes, confere ao mesmo uma maior polaridade em relação ao etanol (Tabela 2)
(LEHNINGER, NELSON e COX, 2000), proporcionando assim uma maior afinidade
pela fração orgânica do resíduo e, consequentemente, uma extração mais eficiente.
Cabe ressaltar ainda, que o metanol é o solvente utilizado pela indústria no
processo de obtenção de biodiesel. Além disto, as empresas produtoras de biodiesel
já possuem estrutura para recuperação e reutilização do metanol no processo de
obtenção do biodiesel.
Diante do exposto, justifica-se a escolha pelo metanol como agente extrator
para continuidade do presente estudo.
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5.2 Extração utilizando metanol
Para as extrações com metanol, inicialmente avaliou-se o efeito de diferentes
proporções de sal residual:solvente (1:3, 1:5 e 1:10). Como resposta acompanhou-se
a massa de sal residual e de matéria orgânica extraída, resultante do processo. A
Tabela 5 apresenta os resultados percentuais obtidos para o sal recuperado.
Tabela 5. Massa e percentual de sal recuperado, sujidades e cloretos nas sujidades
obtidos empregando diferentes proporções de sal residual:metanol com um tempo
reacional de 15 minutos.
Proporção sal residual:solvente
1:3 1:5 1:10
Sal recuperado m(g) 9,03 ± 0,03 8,76 ± 0,02 8,17 ± 0,04
% 90,31A ± 0,3 87,59B ± 0,2 81,65C ± 0,4
Sujidades (matéria
orgânica e sal)
m(g) 0,62 ± 0,01 0,99 ± 0,03 1,46 ± 0,03
% 6,23C ± 0,1 9,91B ± 0,3 14,55A ± 0,3
Teor de cloretos na
sujidade
m(g) 0,05 ± 0,02 0,12 ± 0,01 0,31 ± 0,05
% 8,29C ± 0,2 12,32B ± 0,1 21,13A ± 0,5
NOTA: médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05), sendo
comparadas entre linhas.
Segundo a Tabela 5, a quantidade de sal recuperado varia inversamente com
a proporção sal residual:solvente. O aumento da proporção sal residual:solvente
proporciona uma diminuição na quantidade de sal recuperado, a qual vem
acompanhada de um aumento de massa extraída (sujidade), a qual é composta por
matéria orgânica e sal solúvel.
Esta tendência foi vinculada a dois fatores proporcionados pelo aumento da
fração solvente: (i) melhora no desempenho do processo de extração da fase orgânica
e (ii) aumento da quantidade de sal solubilizado.
Corrobora com estas hipóteses os aspectos visuais observados para os sais
gerados (Figura 5) e o teor de cloreto nas sujidades (Tabela 5), os quais aumentam
proporcionalmente com a volume de solvente utilizado, passando de 8,3% na sujidade
oriunda do processo empregando uma proporção 1:3, para 21,1% na proporção 1:10.
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Figura 5. Em (A) o sal bruto sem tratamento, em (B) após extração com metanol na
proporção 1:3, em (C) após extração com metanol na proporção 1:5 e em (D) após
extração com metanol na proporção 1:10.
Fonte: A autora.
Quando do emprego da proporção 1:3 o sal resultante do processo,
diferentemente das outras proporções avaliadas (1:5 e 1:10), apresentou uma
coloração bege, indicando a presença remanescente de matéria orgânica no mesmo.
Para as demais proporções as colorações observadas são muito similares entre elas,
apresentando um aspecto mais claro em relação a proporção 1:3, as quais são mais
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próximas ao branco, sugerindo uma extração mais eficiente da fase orgânica presente
no sal residual. Corrobora com este resultado a ausência de glicerol observada na
caracterização sal gerado no ensaio empregando a proporção 1:5 (Tabela 8).
Considerando o exposto acima, a melhor proporção em termos de resultados
foi a 1:5, uma vez que a mesma conduz a geração de um sal mais limpo que o
observado para a proporção 1:3 e de similar aspecto visual em relação a proporção
1:10, apresentando, com um teor de cloreto na sujidade de 12,3%, em relação a esta
última, uma menor perda de sal durante o processo, ou seja, um maior rendimento
(Tabela 5).
5.2.1 Extração utilizando metanol em diferentes tempos
Como continuidade foram conduzidos ensaios adicionais, na proporção 1:5,
avaliando diferentes tempos de contato. Os resultados dos ensaios de extração
utilizando metanol em diferentes tempos (1, 5, 10 minutos) são apresentados na
Tabela 6. Adicionalmente, foi acrescentado o resultado encontrado na extração em 15
minutos, a fim de comparação.
Tabela 6. Massa e percentual de sal recuperado e sujidades obtidas empregando
diferentes tempos de contato mantendo-se fixa a proporção sal residual:metanol em
1:5.
Tempo (min) % de sal recuperado limpo % de matéria orgânica
1 88,13ª ± 0,61 10,19ª ± 0,48
5 87,79ª ± 0,29 10,92ª ± 0,76
10 88,62ª ± 0,46 10,49ª ± 0,45
15 87,57ª ± 0,22 9,91ª ± 0,34
NOTA: médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05), sendo comparadas entre colunas.
Independentemente do tempo de contato, os rendimentos em sal recuperado
bem como de matéria orgânica gerada são estatisticamente iguais entre si, indicando
que esta variável não interfere efetivamente no processo dentro da faixa de tempo
estudada, e que o processo se manifesta muito rapidamente, sendo este um quesito
desejável quando se visa uma futura aplicação industrial.
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A excelente correlação/similaridade dos resultados entre os diferentes tempos
de contato empregados para a extração indicam que tanto o rendimento quanto a
qualidade do sal recuperado são governados, não pelo tempo de contato, mas sim
pela relação sal residual:solvente. A fim de garantir a completa extração em um
aumento de escala, escolheu-se 5 min como tempo reacional.
5.3 Resultados obtidos para o sal residual bruto e o tratado
Após a definição da melhor relação de sal residual:solvente (1:5) e tempo de
contato (5 min), realizou-se o ensaio de extração com aumento de escala, utilizando
2 kg de sal residual.
Para a caracterização do sal tratado, foram realizadas as análises de Carbono
Orgânico Total (COT), teor de cloreto e análise dos metais sódio (Na), potássio (K),
cálcio (Ca) e magnésio (Mg), assim como as análises de teor de glicerol, umidade,
sólidos totais e teor de cinzas. A fim de comparação do resíduo antes e após o
tratamento de extração, os resultados das amostras bruta e tratada são apresentados
nas Tabelas 7 e 8.
Tabela 7. Resultados obtidos para as análises de Carbono Orgânico Total (COT), teor
de cloreto e análise dos metais sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg)
presentes na amostra de sal bruto e tratado.
Análises* Amostra bruta Amostra tratada
COT (mg) 146,10 ± 0,31 16,91 ± 0,12
Cloretos (mg) 368,02 ± 0,25 471,32 ± 0,17
Sódio (Na) (mg) 272,50 ± 0,07 309,11 ± 0,03
Potássio (K) (mg) 1,60 ± 0,08 1,23 ± 0,06
Cálcio (Ca) (mg) 1,91 ± 0,06 2,70 ± 0,10
Magnésio (Mg) (mg) 1,00 ± 0,01 1,00 ± 0,02
*A massa de amostra empregada nos ensaios foi de 0,82 g, ou seja, 820 mg.
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Tabela 8. Resultados obtidos para as análises de teor de glicerol, umidade, sólidos
totais e teor de cinzas nas amostras de sal bruto e tratado.
Análises Amostra bruta (%) Amostra tratada (%)
Umidade 7,99 ± 0,64 1,10 ± 0,09
Sólidos Totais 92,01 ± 0,64 98,91 ± 0,09
Glicerol 3,82 ± 0,16 N.D.*
Teor de cinzas 77,49 ± 0,34 96,92 ± 0,20
*Limite do método: Não Detectado (N.D.)
A Tabela 7 demonstra que houve uma redução significativa no teor de carbono
orgânico total (COT) entre a amostra bruta, com 146,1 mg, e a tratada, com 16,91 mg,
a qual é acompanhada por um aumento expressivo do teor salino, principalmente para
os íons cloreto e o sódio. Corrobora com esta tendência a redução no valor de glicerol
e o aumento no teor de cinzas observados entre as amostras brutas e tratadas (Tabela
8).
Com o sal purificado foi conduzido um ensaio de aceitabilidade animal. Para
tanto, o mesmo foi disponibilizado para a alimentação de alguns bovinos (3), os quais
visualmente o ingeriram sem apresentação de resistência, sugerindo não haver
rejeição, ou seja, que o mesmo apresentava palatabilidade animal.
Ambos os resultados demonstram a potencialidade da metodologia
desenvolvida a qual, além de gerar um produto aceitável para alimentação animal,
transcorre de forma rápida e eficiente, empregando processos físico-químicos
relativamente simples e de fácil implementação industrial.
5.4 Proposta de um sistema em escala industrial para limpeza do resíduo em
estudo
Com base nos dados apresentados, a proposta de um sistema em escala
industrial para a limpeza do resíduo proveniente da etapa de purificação da glicerina
é apresentada. A Figura 6 apresenta um fluxograma simplificado do processo
proposto e logo após, cada etapa é comentada.
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Figura 6. Fluxograma simplificado para o processo de limpeza do resíduo proveniente
da etapa de purificação da glicerina em escala industrial.
Fonte: A autora.
Em escala industrial, o resíduo deve ser primeiramente triturado e
homogeneizado, visto que ao sair do processo de destilação da glicerina, o mesmo
pode se apresentar em forma de blocos que dificultam a extração com o metanol.
Posteriormente a trituração, o sal residual é adicionado ao reator com agitação,
juntamente com o metanol em uma proporção sal residual:solvente de 1:5, onde a
extração ocorre em um tempo reacional de 5 minutos. Seguidamente a etapa de
extração, uma filtração é necessária para a separação das fases líquida e sólida.
Resíduo da purificação da glicerina
Reator com agitação (5 minutos)
Metanol
Filtração
Sal úmido Extrato metanólico
Evaporador Destilação
Resíduo orgânico Condensador
Metanol recuperado
Caldeira
Sal purificado
Triturador e homogeneizador
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A parte sólida, constituída do sal tratado, necessita passar por um evaporador
para a remoção do metanol excedente. O metanol evaporado é então condensado e
pode voltar ao processo de extração, sendo esta uma das principais vantagens do
processo proposto.
Já a parte líquida, constituída de metanol e sujidades, é submetida a uma etapa
de destilação para a separação do metanol das sujidades (resíduo orgânico), onde
esse último pode ser descartado na caldeira. Quanto ao metanol, o processo de
recuperação e reutilização é realizado nessa etapa, com uma etapa de condensação.
Dentre as inúmeras vantagens do processo apresentado, as principais são o
reciclo do solvente (metanol) e a simplicidade das operações. O processo ocorre em
temperatura ambiente e não libera (exotérmico) ou absorve calor (endotérmico), além
de ser um sistema rápido, eficiente e contínuo.
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6 CONCLUSÃO
Para o processo de tratamento do sal residual proveniente da etapa de
purificação da glicerina bruta, a metodologia proposta mostrou-se eficiente para a
limpeza do sal, apresentando uma redução significativa no teor de carbono orgânico
total (COT) entre a amostra bruta e a tratada, a qual é acompanhada por um aumento
expressivo do teor salino, principalmente para os íons cloreto e o sódio. Corrobora
com esta tendência a redução no valor de glicerol e o aumento no teor de cinzas.
Os resultados demonstram um caráter inovador, permitindo o emprego de
processos físico-químicos simples e de fácil implementação industrial para o resíduo
em estudo. Além disso, do ponto de vista social e econômico, a purificação dos sais
de cloreto de sódio possibilita o aproveitamento de um resíduo com potencial
aplicação na alimentação animal, como fonte de minerais, a qual apresentou
resultados positivos.
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7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Testar outros solventes que, diferente do etanol e metanol, não necessitem de
equipamentos específicos, por serem reativos e inflamáveis;
Avaliar outras aplicações para o sal purificado;
Estimar o calor específico da matéria orgânica extraída do processo.
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APÊNDICE I: Análise de cloretos na glicerina loira
Para a análise de sais presentes na glicerina loira, a indústria em estudo
gentilmente cedeu a amostra de glicerina não-purificada.
Foram diluídos 10 mL de glicerina loira em 250 mL de água destilada.
Posteriormente, 10 mL da solução foram retirados e foi adicionado 5 gotas de cromato
de potássio 2 M. A solução foi titulada com um padrão de nitrato de prata 0,1 M até a
mudança de coloração, de amarelo para ocre. A análise foi realizada em triplicata,
gastando em média 3 mL do padrão de nitrato de prata. O cálculo foi realizado
conforme a Equação 5.
(𝑔)𝑁𝑎𝐶𝑙
100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑒𝑟𝑖𝑛𝑎=
(𝑉𝑎 − 𝑉𝑏)𝑥 [𝐴𝑔] 𝑥 2,5 𝑥 58,5
𝑉𝑙
(5)
Onde:
Va = volume (mL) da solução de AgNO3 gastos para titular a amostra.
Vb = volume (mL) da solução de AgNO3 gastos na titulação do branco.
[Ag] = Concentração da solução de AgNO3.
Vl = Volume da amostra (10 mL).
Como resultado, obteve-se o valor de 4,38% (m/v) de NaCl, principal
componente do sal residual, na amostra de glicerina loira.
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APÊNDICE II: Análise de cloretos na sujidade
Para a análise de cloretos presentes na sujidade, foram pesados
aproximadamente 0,2 g de sujidade presente no balão após a rotaevaporação do
solvente para as proporções sal residual:solvente estudadas. Posteriormente, a
massa de sujidade foi diluída a 100 mL com água destilada. Uma alíquota de 10 mL
desta solução foi submetida a análise volumétrica empregando como titulante uma
solução padrão de nitrato de prata 0,1 M e cromato de potássio 2 M como indicador.
A solução foi titulada até a mudança de coloração, de amarelo para ocre. A análise foi
realizada em triplicata, e os resultados são apresentados na Tabela 9. O cálculo foi
realizado conforme a Equação 6.
(𝑔)𝐶𝑙
(𝑔)𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎=
(𝑉𝑎 − 𝑉𝑏)𝑥 [𝐴𝑔] 𝑥 0,1 𝑥 35,5
𝑉𝑙 𝑥 𝑚
(6)
Onde:
Va = Volume (mL) da solução de AgNO3 gastos para titular a amostra.
Vb = Volume (mL) da solução de AgNO3 gastos na titulação do branco.
[Ag] = Concentração da solução de AgNO3.
Vl = Volume da amostra (10 mL).
m = Massa da amostra (g).
Tabela 9. Massa de sujidade, volume de titulante utilizado, massa de cloreto/massa
de amostra e porcentual de cloreto encontrado na amostra analisada.
Proporção sal
residual:solvente
(g/mL)
Massa de
sujidade
(g)
Volume de titulante
[AgNO3] 0,1 M (mL) gCl/gamostra %Cl
Amostra Branco
1:3 0,214 0,65c ± 0,05 0,15 ± 0,50 0,0177 8,29
1:5 0,235 0,97b ± 0,06 0,15 ± 0,50 0,0289 12,32
1:10 0,266 1,73a ± 0,06 0,15 ± 0,50 0,0562 21,13
NOTA: médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05), sendo comparadas entre colunas.
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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim
Carolina Elisa Demaman Oro
APÊNDICE III: Solubilidade do cloreto de sódio em metanol
Para a análise de solubilidade do cloreto de sódio no metanol, foi adicionado
cloreto de sódio comercial em 50 mL de metanol até obter uma solução saturada com
corpo de fundo. Utilizou-se um bastão de vidro para agitar a solução até completar a
saturação. Após uma etapa de filtração para remoção do corpo de fundo, a solução
saturada foi diluída a 100 mL com água destilada. Uma alíquota de 10 mL desta
solução foi submetida a análise volumétrica empregando como titulante uma solução
padrão de nitrato de prata 0,1 M e cromato de potássio 2 M como indicador. A solução
foi titulada até a mudança de coloração, de amarelo para ocre. A análise foi realizada
em triplicata. Paralelamente, foi realizado um ensaio em branco, empregando água e
o indicador.
Os volumes de titulante gastos com a amostra e com o branco, bem como a
solubilidade do NaCl, em g/100 Ml, calculado de acordo com a Equação 7, e os
resultados são apresentados na Tabela 10.
(𝑔)𝑁𝑎𝐶𝑙
100 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑀𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙=
(𝑉𝑎 − 𝑉𝑏)𝑥 [𝐴𝑔]𝑥 0,2 𝑥 58,5
𝑉𝑙
(7)
Onde:
Va = volume (mL) da solução de AgNO3 gastos para titular a amostra.
Vb = volume (mL) da solução de AgNO3 gastos na titulação do branco.
[Ag] = Concentração da solução de AgNO3.
Vl = Volume da amostra (10 mL).
Tabela 10. Resultados obtidos para a solubilidade de NaCl em metanol.
Volume de titulante [AgNO3] 0,1 M
(mL)
Solubilidade NaCl em
Metanol
(g/100 mL)
Amostra Branco
8,65 ± 0,03 0,15 ± 0,50 0,98