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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

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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

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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

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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

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FICHA CATALOGRÁFICA

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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!

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“Aos outros, dou o direito de ser como

são. A mim, dou o dever de ser cada dia

melhor. ”

Chico Xavier

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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).

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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

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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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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).

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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

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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.

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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

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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

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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

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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.

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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)

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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).

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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.

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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.

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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

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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

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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%.

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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

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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.

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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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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim

Carolina Elisa Demaman Oro

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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim

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Dissertação de Mestrado – PPGEAL/URI - Erechim

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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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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