espaço) I. V. CURCINO 1,A. A. MANCIO 2, K. M. B. da COSTA 3, N. T. MACHADO 4 (um espaço) 1 2

Documentos relacionados
Dureza Rockwell. No início do século XX houve muitos progressos. Nossa aula. Em que consiste o ensaio Rockwell. no campo da determinação da dureza.

tecfix ONE quartzolit

Descrever o procedimento para realização do monitoramento da ETE no Porto de Itajaí.

ANÁLISE DA ALCALINIDADE DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS UTILIZADAS NO IFC-CÂMPUS CAMBORIÚ. Instituto Federal Catarinense, Camboriú/SC

ESTRUTURA DO CURSO 08:00-10:00 RTQ-R

TRATAMENTO DE ÁGUA: SISTEMA FILTRO LENTO ACOPLADO A UM CANAL DE GARAFFAS PET

Questão 1. Questão 2. Resposta

REUTILIZAÇÃO DE BORRACHA DE PNEUS INSERVÍVEIS EM OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA

Treinamento IMPERGEL PU

Soluções. Soluções. Exemplo

BANHO DE CROMO BRILHANTE

IV Seminário de Iniciação Científica

MF-0427.R-2 - MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO TOTAL (DIGESTÃO COM HNO 3 + HClO 4 E REAÇÃO COM MOLIBDATO DE AMÔNIO E ÁCIDO ASCÓRBICO)

TIJOLOS DE ADOBE ESCOLA DE MINAS / 2015 / PROF. RICARDO FIOROTTO / MARTHA HOPPE / PAULA MATIAS

Álgebra Linear Aplicada à Compressão de Imagens. Universidade de Lisboa Instituto Superior Técnico. Mestrado em Engenharia Aeroespacial

Tratamento de efluentes

SO 4 O 2 (120.1) (138.1) (98.1) (180.2) (60.1)

Linhas de Pesquisa ENGENHARIAS III

PLANILHA ELETRÔNICA PARA PREDIÇÃO DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE UM CONJUNTO TRATOR-ENLEIRADOR NO RECOLHIMENTO DO PALHIÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR

QUÍMICA TAISSA LUKJANENKO

REGRESSÃO LINEAR ENTRE TEMPERATURA E DENSIDADE DA GASOLINA RESUMO

FILTRO DISCO CERÂMICO À VÁCUO (FDVC)

O irmão do aço. Obtendo o ferro fundido

Nivel de Lisina nas Rações de Frangos de Corte Exigência de Lisina Atualizada

Tecnologias de Produção de Biocombustíveis: Transesterificação e Pirólise

SÍNTESE DE ZEÓLITAS DO TIPO 4A A PARTIR DE CINZAS VOLANTES: QUANTIFICAÇÃO DE METAIS TRAÇOS NA MATÉRIA-PRIMA E NO PRODUTO FINAL

Relatório Preliminar Experimento 6.2 Reologia

TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO UTILIZANDO FILTRO DE AREIA GROSSA COM ESCOAMENTO ASCENDENTE COMO PRÉ-TRATAMENTO À FILTRAÇÃO RÁPIDA DESCENDENTE

QUÍMICA (2ºBimestre 1ºano)

MATEMÁTICA. Professor Diego Viug

Efeitos da adubação nitrogenada de liberação lenta sobre a qualidade de mudas de café

INSCRIÇÕES MESTRADO/DOUTORADO 1º SEMESTRE DE 2016

REMOÇÃO DE CHUMBO(II) EM EFLUENTES UTILIZANDO DIFERENTES BIOMASSAS ADSORVENTES.

DEFINIÇÕES RELATIVAS A BEBIDAS ALCOÓLICAS

ANÁLISE COMPARATIVA DOS DADOS METEOROLÓGICOS NAS ESTAÇÕES AUTOMÁTICAS E CONVENCIONAIS DO INMET EM BRASÍLIA DF.

Introdução. Palavras-chave: Poliestireno; radiação gama; stress cracking; propriedades mecânicas

Determinação de lipídios em leite e produtos lácteos pelo método butirométrico

Unidade de Medida A0010

TRATAMENTO DE CALDO E A SUA IMPORTÂNCIA. Carlos A. Tambellini

Engenharia de Software II

DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E O APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS DE USINAS TERMELÉTRICAS

Modelagem De Sistemas

2 Workshop processamento de artigos em serviços de saúde Recolhimento de artigos esterilizados: é possível evitar?

Professores: Alinne Borges Tiago Albuquerque Sandro Sobreira Josiane. Exercícios Substâncias puras e misturas. Métodos de separação. Vídeos.

I TORNEIO DE INTEGRAÇÃO CIENTÍFICA TIC

1 Circuitos Pneumáticos

Mestrado em Tecnologia Química

Estudo de Caso Reutilização de Água em Usina de Destilaria de Etanol Hidratado e Fabricação de Açúcar Através de Torres de Resfriamento

RELATÓRIO SOBRE A GESTÃO DE RISCOS BANCO ABN AMRO S.A. Setembro de 2013

Metodologia e Cálculos de Adsorção PREPARO DE SOLUÇÕES

I-005 RECUPERAÇÃO DO RESÍDUO SÓLIDO DE CARVÃO ATIVADO EM PÓ GERADO NA PURIFICAÇÃO DE GLICERINA

Lavagem a seco de efluentes gasosos com alumina para a remoção de dióxido de enxofre

Fundamentos de Teste de Software

Proposta de ajuste de modelos não lineares na descrição de germinação de sementes de café

AVALIAÇÃO DE UM TANQUE DE DECANTAÇÃO DE SÓLIDOS UTILIZANDO FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL

Processamento do azeite

I. INTRODUÇÃO III. MATERIAL E MÉTODOS. A. Amostras Utilizadas no Processo de Conversão a Baixa Temperatura

- CROMATOGRAFIA EM CAMADA FINA (CCF)

SurTec 872 Processo de Cromo Decorativo

EDITAL DE SELEÇÃO PARA MESTRADO 2016 PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (UNIFEI)

POLÍTICA DE INVESTIMENTO PEIXE PILOTO PARA CLUBES DE INVESTIMENTOS Vitória, 26 de agosto de 2009.

FUNGOS: UMA ANÁLISE EXPERIMENTAL SOBRE OS AGENTES CAUSADORES DE PROBLEMAS AOS PRODUTOS TÊXTEIS

Cursos em Avaliação e Monitoramento de Políticas Públicas e Projetos Sociais

A presença de Outliers interfere no Teste f e no teste de comparações múltiplas de médias

Keywords: coal ash, zeolitic material, toxic metals. INTRODUÇÃO demais com 70,96 % em relação ao total

SICEEL. Simpósio de Iniciação Científica da Engenharia Elétrica. Edital de Abertura

Rabobank International Brazil

GESTÃO DO AGRONEGÓCIO

Teoria dos erros em medições

OLEOS DE ULTIMA GERAÇÃO WINNER

2 o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁS

Auditoria de Meio Ambiente da SAE/DS sobre CCSA

- PROPRIEDADES COLIGATIVAS 01 Folha 01 João Roberto Mazzei

MODELOS INTUITIVOS DE VIGAS VIERENDEEL PARA O ESTUDO DO DESEMPENHO ESTRUTURAL QUANDO SUJEITAS A APLICAÇÃO DE CARREGAMENTOS

APÊNDICE A. Laboratory of Separation and Reaction Engineering

8 PRESSÃO DE VAPOR, SATURAÇÃO, CONDENSAÇÃO E VÁCUO

P2 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 11/10/08

O êxito na preparação de defumados, não depende unicamente da aplicação da fumaça e sim, da combinação de fatores físicos e químicos, sendo

Materiais Betuminosos. 1 Histórico e Obtenção do Asfalto

Exemplo 1: As Indústrias Químicas SA tem como um de seus produtos principais o 3- vinil- 1,5- hexadieno que é processado em um tanque com agitação

Apresentação dos Requisitos Do Edital Inmetro nº 01/2011

Inteligência Competitiva (IC)

Balança Digital BEL

Nailsondas Perfurações de Solo Ltda

Propriedades Térmicas. DEMEC TM229 Prof. Adriano Scheid Callister Cap. 19

ENGENHARIA DE SOFTWARE

FERRAMENTAS DA QUALIDADE FOLHA DE VERIFICAÇÃO

MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS

DELFLEET PRIMERS ISENTO DE CROMATO PRETO F387 VERMELHO F394 AMARELO F395 CINZA F396

DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DE VARIÁVEIS QUALITATIVAS E QUANTITATIVAS DISCRETAS (TABELAS E GRÁFICOS)

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DA ZEÓLITA MCM-22

DIVULGAÇÃO DE TECNOLOGIA DE BAIXO CUSTO PARA O AQUECIMENTO SOLAR DE ÁGUA, EM CERRO LARGO/RS: UMA AÇÃO DA EXTENSÃO EM PROL DA MORADIA SUSTENTÁVEL

Tratamento de Água Osmose Reversa

FÍSICO-QUÍMICA PROF. ALEXANDRE LIMA

Tipos de investigação educacional diferenciados por:

A ÁLISE TITRIMÉTRICA

Fundamentos dos Processos de Usinagem. Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau

I.022 FLOTAÇÃO POR AR DISSOLVIDO APLICADA NA CLARIFICAÇÃO DE ÁGUAS QUE APRESENTAM PICOS DE TURBIDEZ

Transcrição:

ESTUDO DA CINÉTICA E MODELAGEM DA ADSORÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS LIVRES PRESENTES EM BIOCOMBUSTÍVEIS GERADOS POR CRAQUEAMENTO TERMOCATALÍTICO POR ALUMINA ATIVADA espaço) I. V. CURCINO 1,A. A. MANCIO, K. M. B. da COSTA 3, N. T. MACHADO 4 (um espaço) 1 Universidade Federal do Pará, Discente da Faculdade de Engenharia Química Universidade Federal do Pará, Discente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (PRODERNA) 3 Universidade Federal do Pará, Discente do Programa de Pós-Praduação em Engenharia Química (PPEQ) 4 Universidade Federal do Pará, Docente da Faculdade de Engenharia Química E-mail para contato: ingrid.curcino@hotmail.com (um espaço) RESUMO A cinética de adsorção de ácidos graxos livres (AGLs) presentes em frações destiladas (faixa de temperatura de ebulição de 305-400 C) provenientes do Produto Líquido Orgânico (PLO) obtido por craqueamento termocatalítico de óleo vegetal foi investigada pela determinação da variação da concentração de AGLs nos biocombustíveis antes e depois dos experimentos de adsorção com 5% em massa de alumina ativada termicamente. A capacidade da alumina ativada como adsorvente em relação à adsorção de ácidos graxos livres foi avaliada através de estudos cinéticos em sistema de batelada à temperatura de 6ºC. Os resultados experimentais indicam que a concentração de AGLs presentes nos biocombustíveis foi reduzida após a adsorção com a alumina ativada e foi observado que a taxa inicial de adsorção aumenta com o incremento de AGLs na alimentação assim como o tempo necessário para que o equilíbrio cinético seja atingido. Os modelos cinéticos de pseudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem foram aplicados aos dados experimentais e a cinética de pseudosegunda-ordem representou melhor os dados experimentais. Portanto, os resultados mostraram que a alumina ativada termicamente na proporção usada neste trabalho é um adsorvente promissor na remoção dos ácidos graxos livres e que o teor de AGLs tem efeito direto sobre o desempenho da adsorção dos mesmos. (um espaço) 1. INTRODUÇÃO O craqueamento catalítico de óleos vegetais envolve a pirólise na presença de catalisador sólido o que pode melhorar o rendimento dos produtos (TAUFIQURRAHMI e BHATIA, 011). O aquecimento das moléculas de óleos ou gorduras provoca a quebra das cadeias carbônicas resultando numa mistura de hidrocarbonetos e alguns compostos oxigenados, como ácidos carboxílicos, aldeídos, cetenos e acroleína (QUIRINO, 006). Um dos problemas da aplicação direta do PLO é a elevada acidez que este produto apresenta aonde o principal responsável por essa acidez são os ácidos graxos livres (AGLs)

presentes no produto obtido. Vários processos podem ser empregados com o objetivo de diminuir essa acidez, entre eles o processo de adsorção (HANN,008). A adsorção é uma operação de transferência de massa do tipo sólido-fluido na qual se explora a habilidade de certos sólidos em concentrar em sua superfície determinadas substâncias existentes em soluções líquidas ou gasosas, o que permite separá-las dos demais componentes dessas soluções (GOMIDE, 1988). A alumina sem tratamento não apresenta as características necessárias para um bom adsorvente. Porém, quando ativada termicamente apresenta um amento no número de poros e área superficial específica, o que favorece seu desempenho no processo de adsorção (OLIVEIRA, 005). Os estudos sobre a cinética de adsorção são importantes na determinação do tempo necessário para alcançar o equilíbrio, no exame das velocidades de adsorção que podem ser usadas para desenvolver modelos e no entendimento dos processos que influenciam a remoção dos solutos. (FUNGARO e IZIDORO, 008 ). Portanto, neste trabalho estudou-se a cinética de adsorção dos AGLs presentes nas frações destiladas na faixa de temperatura de 305-400 C provenientes do PLO produzido por craqueamento termocatalítico de óleo de palma bruto, empregando alumina ativada termicamente como adsorvente. Verificou-se o efeito da concentração inicial de AGLs sobre a adsorção e ajustou-se os modelos cinéticos de pseudo-primeira-ordem e pseudo-segundaordem para representar os dados experimentais.. MATERIAIS E MÉTODOS.1. ADSORVENTE O adsorvente empregado neste trabalho foi a alumina ativada, a qual foi obtida a partir de Hidróxido de Alumínio [Al(OH) 3 ], material cedido pela empresa ALUNORTE S/A (Barcarena-Pará-Brasil). Baseado no método descrito por Cunha et al.(01), as amostras de Hidróxido de Alumínio [Al(OH) 3 ] foram lavadas em água (100 C), sob agitação em béquer, durante 60 minutos, a fim de remover impurezas indesejáveis. Posteriormente, as amostras de Al (OH) 3 úmidas foram submetidas a secagem a 105 C, durante 4 horas, em estufa de recirculação de ar. Após o período de secagem as amostras foram submetidas ao tratamento térmico, o qual foi realizado a 450 C, em forno elétrico, com controle digital de temperatura, rampa e taxa de aquecimento (5 C/min), durante 10 minutos... FRAÇÃO DESTILADA Três diferentes frações destiladas na faixa de temperatura de 305-400 C, apresentadas na Tabela 1, e obtidas no Laboratório de Processo e Separações Térmicas (THERMTEK/FEQ/ITEC/UFPA) através da destilação a pressão atmosférica (coluna de destilação piloto) do PLO foram utilizadas como alimentação a fim de avaliar o efeito do teor de ácidos graxos livres iniciais sobre a adsorção dos mesmos.

Tabela 1 Número de ácidos totais (NAT) das frações destiladas destinadas a desacidificação por adsorção Alimentação NAT A 1,55 B 17,35 C 19,65.3. CINÉTICA DE ADSORÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS LIVRES Para a obtenção das cinéticas de adsorção dos ácidos graxos livres foram realizados experimentos no sistema de batelada em frascos elernmeyers de 50 ml, os quais foram dispostos em uma mesa agitadora (AGIF/RES-MCT-010/Ética/Q-84-10) com agitação orbital para que as frações destiladas tivessem o contato adequado com o adsorvente. Aproximadamente cinco gramas de fração destilada e 5% (m/m) de adsorvente (alumina ativada termicamente) foram adicionados em cada erlenmeyer e, em seguida, agitou-se por tempos pré-estabelecidos. As seguintes variáveis de processo foram mantidas constantes: temperatura (ambiente), pressão (atmosférica), velocidade de agitação (160 rpm), porcentagem de adsorvente (5%). Variando apenas o teor de ácidos graxos livres iniciais e o tempo de contato (0;,5; 5; 10; 0; 30; 40; 50 e 60 min). Após a adsorção, o conteúdo do frasco foi submetido à filtração a vácuo, empregando papel filtro Whatman n 1, obtendo-se como parte filtrada uma fração destilada desacidificada, a qual foi determinada o NAT de acordo com o método padrão da ASTM D 974. A quantidade relativa de ácidos graxos livres adsorvidos por grama de adsorvente foi calculada através da Equação 1. A qual representa a quantidade de KOH, em mg, necessária para neutralizar os AGLs adsorvidos em 1g de adsorvente. (1) q t = [(NAT i - NAT f ) FD] ADS.4. MODELOS CINÉTICOS A fim de avaliar um modelo cinético apropriado para representar o experimento, utilizou-se os modelos cinéticos de pseudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem de Lagergren, conforme Equações e 3. log 10 (q e q t ) = log 10 (q e ) K 1 t,303 () t q t = 1 K q + q 1 t e e (3)

Através do valor obtido para K, a partir da Equação 3, é possível calcular a velocidade de adsorção inicial (h i ) para t 0, utilizando a Equação 4. h = k q e (4) 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. Cinética de adsorção e efeito do teor inicial de AGLs A quantidade relativa de AGLs adsorvidos sobre a alumina ativada (q t ) foi obtida através da Equação 1. O efeito do tempo de contato das frações destiladas com a alumina ativada é apresentado na figura 1, na forma de gráfico. Figura 1 Cinética de adsorção de AGLs de fração destilada na faixa de 305 400 C com alumina ativada como adsorvente q t (mg de KOH/g de adsorvente) Através da Figura 1, observa-se que a quantidade relativa de AGLs adsorvidos aumenta com o tempo de contato, atingindo uma quantidade máxima e após um determinado período de tempo verifica-se que q t se mantém constante para as alimentações A, B e C, indicando que o equilíbrio de adsorção foi alcançado. Para a amostra A, o tempo de contato necessário para alcançar o equilíbrio de adsorção dos AGLs presentes na fração destilada foi de 0 min. Em relação às amostras B e C, o tempo de contato requerido foi de 30 min. Sendo assim, as amostras B e C necessitaram um tempo de contato maior parar atingir o equilíbrio de adsorção em relação à amostra A. 3.. Modelagem Cinética 160 150 140 130 10 110 100 90 80 70 60 50 40 30 0 10 NAT 0 =1,55 mg de KOH/g NAT 0 =17,35 mg de KOH/g NAT 0 =19,65 mg de KOH/g 0 0 10 0 30 40 50 60 70 Tempo de contato (min) A Figura apresenta o ajuste dos modelos cinéticos aos dados experimentais de adsorção. Figura Comparação dos modelos cinéticos da adsorção de AGLs sobre Alumina ativada termicamente: (a) Modelo cinético de Pseudo primeira-ordem; (b) Modelo cinético de Pseudo-segunda-ordem 3,0 (a) (b),0 Amostra A (NAT 0 = 1,55 mg de KOH/g Amostra B (NAT 0 =17,35 mg de KOH/g) Amostra C (NAT 1,5 0 = 19,65 mg de KOH/g),5 Amostra A (NAT 0 = 1,55 mg de KOH/g) Amostra B (NAT 0 =17,35 mg de KOH/g) Amostra C (NAT 0 =19,65 mg de KOH/g) log(qe-qt) 1,0 0,5 0,0-0,5 t/qt,0 1,5 1,0 0,5 0 10 0 30 40 50 60 tempo de contato (minutos) 0,0 0 10 0 30 40 50 60 70 tempo de contato (minutos)

Os parâmetros obtidos a partir das correlações apresentadas na Figura estão contidos na Tabela 3. Tabela 3 Parâmetros cinéticos de adsorção referentes aos modelos de pseudo-primeiraordem e pseudo-segunda-ordem para diferentes concentrações iniciais de AGLs NAT Pseudo-primeira-ordem (mg de KOH/g) q e (exp) K 1 (min -1 ) q e (calc) R 1 1,55 0,8009 0,0763 7,506 0,740 17,35 59,81 0,0597 18,9841 0,7790 19,65 114,0374 0,0855 36,7604 0,8630 NAT Pseudo-segunda-ordem (mg de KOH/g) q e (exp) K (min -1 ) q e (calc) h i (mg/g.min) R 1,55 0,8909 0,039 1,90 14,910 0,9978 17,35 59,81 0,0184 59,8086 65,7030 0,999 19,65 114,0375 0,011 114,945 148,3680 0,9995 Para verificar qual o modelo cinético que melhor ajustou-se aos dados experimentais, comparou-se quantitativamente os coeficientes de correlação (R ). Os valores de R foram maiores que os valores obtidos para R 1, a partir desta análise confirmou-se que o modelo cinético de pseudo-segunda-ordem representou satisfatoriamente os dados experimentais. Tal afirmação é corroborada pela proximidade dos valores de q e determinados experimentalmente e os valores de q e calculados a partir do modelo. Em relação aos valores obtidos para a velocidade inicial de adsorção (h i ), observou-se que o incremento no teor inicial de AGLs provoca o aumento da velocidade inicial de adsorção para este experimento. 5. CONCLUSÃO Um incremento na quantidade inicial de ácidos graxos livres na alimentação provocou um aumento no tempo necessário para que o equilíbrio de adsorção seja atingido. Contudo, o aumento do número de ácidos graxos livres iniciais na alimentação proporciona maiores taxas iniciais de adsorção. Em relação à modelagem cinética, o modelo que representou melhor os dados experimentais foi o modelo cinético de pseudo-segunda-ordem para todas as amostras utilizadas neste experimento. 6. NOMENCLATURA ADS Massa de adsorvente (g); FD Massa de amostra de fração destilada (g); h i - Velocidade de adsorção inicial para t 0 (mg/g min);

K 1 Constante de velocidade de pseudo primeira-ordem ( min -1 ); K - Constante de velocidade de pseudo segunda-ordem ( g/mg min); NAT Número de ácidos totais (mg de KOH/ g de amostra); q e Quantidade de AGLs adsorvida no equilíbrio ; q t Quantidade de AGLs adsorvida no tempo t. R 1 Coeficiente de correlação do modelo de pseudo-primeira-ordem; R Coeficiente de correlação do modelo de pseudo-segunda-ordem. 7. REFERÊNCIAS AMARAL, A. R. Estudo cinético e das isotermas de adsorção dos óleos de palma (elaies guineenses, jacq.) E andiroba (carapa guianensis, aubl.) Em γ-alumina e modelagem da dessorção com dióxido de carbono supercrítico. 013. 145 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química). Universidade Federal do Pará, Belém, 013. FUNGARO, D. A.; IZIDORO, J. C.Modelagem cinética da remoção de Cd + por zeólitas de cinzas de carvão. Revista brasileira de ciências ambientais. V.16, pag. 9-13, 008. GOMIDE, R. Operações unitárias: operações de transferência de massa. 1ª Ed. São Paulo: Dag Gráfica e Editora ltda., 1988 v.4. HANN, C. J. The Adsorption of Fatty Acids Using Metal Silica Complexes From Rice Husk Ash. 008. Dissertação de Mestrado. University Sains Malaysia, 008. OLIVEIRA, L. B.; ANGÉLICA, R. S.; NECES, R. F.; FIGUEIREDO, B. R. Avaliação de adsorção de íon As (V) em solução sobre alumina ativada, Rejeitos de caulim e SUS produtos de transformação. Workshop Internacional em geologia médica, 005. QUIRINO, R.L. Estudo do efeito da presença de alumina dopada com TiO e ZrO no craqueamento do óleo de soja. 006. 67 f. Dissertação (Mestrado em Química) Universidade de Brasília, Brasília, 006. TAUFIQURRAHMI, N.; BHATIA, S. Catalytic cracking of edible and non-edible oils for the production of biofuels. Energy Environ. Sci. V. 4, pag. 1087-111, 011.