Síntese de sal básico derivado da despolimerização do PET para tratamento de óleo residual de fritura.

Documentos relacionados
AVALIAÇÃO DE CATALISADORES PARA A PREPARAÇÃO DE BIODIESEL UTILIZANDO ÁLCOOL NÃO-CONVENCIONAL.

3033 Síntese do ácido acetilenodicarboxílico a partir de ácido meso dibromosuccínico

BIODIESEL OBTIDO A PARTIR DE REJEITO DE GORDURA ANIMAL

1011 Síntese do 1,4-di-terc-butil benzeno a partir do terc-butil benzeno e cloreto de terc-butila.

4006 Síntese do éster etílico do ácido 2-(3-oxobutil) ciclopentanona-2-carboxílico

1004 Nitração do N-óxido de piridina para N-óxido de 4- nitropiridina

3016 Oxidação do ácido ricinoléico a ácido azeláico (a partir de óleo de rícino) com KMnO 4

4023 Síntese do éster etílico do ácido 2-cicclopentanona carboxílico a partir do éster dietílico do ácido adípico

4005 Síntese do éster metílico do ácido 9-(5-oxotetra-hidrofuran- 2-ila) nonanóico

4009 Síntese de ácido adípico a partir do ciclohexeno

4004 Síntese de γ-decalactona a partir de 1-octeno e éster etílico do ácido iodoacético

4010 Síntese de p-metoxiacetofenona a partir do anisol

4001 Transesterificação do óleo de mamona em ricinoleato de metila

2029 Reação do trifenilfosfano com o éster metílico do ácido bromoacético originando brometo de (carbometoximetil) trifenilfosfônio

4025 Síntese de 2-iodopropano a partir do 2-propanol

Síntese de Biodiesel a partir da utilização de Óleo Residual

3001 Hidroboração/oxidação de 1-octeno a 1-octanol

Produção de combustíveis a partir de recursos renováveis Biodieselmatéria-prima

3003 Síntese de 2-cloro-ciclohexanol a partir de ciclohexeno

4013 Síntese de benzalacetofenona a partir de benzaldeído e acetofenona

OTIMIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE ETANOL E ÓLEO RESIDUAL DE FRITURAS EMPREGANDO CATÁLISE MISTA: EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE CATALISADORES

5026 Oxidação do antraceno à antraquinona

4016 Síntese de (±)-2,2'-dihidroxi-1,1'-binaftil (1,1'-bi-2-naftol)

4028 Síntese de 1-bromodecano a partir de 1-dodecanol

2023 Redução da D-(+)-cânfora com hidreto de lítio e alumínio para uma mistura isomérica de (+)-borneol e ( )-isoborneol

2008 Esterificação do ácido propiônico com 1-butanol via catálise ácida para a obtenção do éster propanoato de butila

2005 Síntese da acetonida do meso-1,2-difenil-1,2-etanodiol (2,2- dimetil-4,5-difenil-1,3-dioxolana)

DETERMINAÇÃO DE PROPRIEDADES DO ÓLEO RESIDUAL DE FRITURAS, COM E SEM FILTRAÇÃO, EM DIFERENTES TEMPERATURAS

3005 Síntese de 7,7-diclorobiciclo [4.1.0] heptano (7,7- dicloronorcarano) a partir de ciclohexeno

3009 Síntese de ácido-trans-5-norborneno-2-3-dicarboxílico a partir de ácido fumárico e ciclopentadieno

6 Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel 9º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel 943 Redes metalo

5007 Reação do anidrido ftálico com resorcinol para obtenção de fluoresceína

ANALISE DE RENDIMENTO DO CATALISADOR HETEROGÊNEO ÓXIDO DE ALUMÍNIO (Al2O3) NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL DE SOJA (glycine max)

1023 Isolamento de hesperidina da casca da laranja

4024 Síntese enantioseletiva do éster etílico do ácido (1R,2S)-cishidroxiciclopentano-carboxílico

5001 Nitração do Fenol em 2-nitrofenol e 4-nitrofenol

4014 Separação enantiomérica de (R)- e (S)-2,2'-dihidroxi-1,1'- binaftil ((R)- e (S)-1,1-bi-2-naftol)

2022 Redução do L-( )-mentona a ( )-mentol e (+)-neomentol catalisada com hidreto de alumínio e lítio

5009 Síntese de ftalocianina de cobre

1024 Eliminação de água do 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona

4002 Síntese de benzil a partir da benzoína

RESUMOS COM RESULTADOS RESUMOS DE PROJETOS

3002 Adição de bromo ao ácido fumárico para formação de ácido meso-dibromo-succínico

3015 Síntese de iodociclohexano a partir de ciclohexano e iodofórmio

Síntese do Biodiesel a partir de óleo vegetal Procedimento experimental (adaptado de 1 )

Espectroscopia no IV

1017 Acoplamento Azo do cloreto de benzenodiazônio com 2- naftol, originando 1-fenilazo-2-naftol

2017 Obtenção da amida do ácido cinâmico através da reação do cloreto do ácido cinâmico com amônia

PRODUÇÃO DE BIODIESEL ORIUNDO DO SEBO BOVINO: AVALIAÇÃO EXERGÉTICA EM ESCALA DE BANCADA

SÍNTESE DE BIODIESEL CATALISADA POR LÍQUIDO IÔNICO UTILIZANDO ÓLEOS DE SOJA E PINHÃO-MANSO COMO MATÉRIA- PRIMA

QUITOSANA QUIMICAMENTE MODIFICADA COM ACETILACETONA NA AUSÊNCIA DE SOLVENTE

2030 Reação do brometo de (carbometoximetil) trifenilfosfônio com benzaldeído

FUNCIONALIZAÇÃO DA CELULOSE COM AMINOETANOTIOL

Energia e suas formas

CARACTERIZAÇÃO ESPECTROSCÓPICA E FISICO- QUÍMICA DE FILMES DE BLENDAS DE AMIDO E CARBOXIMETILCELULOSE.

Produção de biodiesel: panorama e perspectivas IQB

2011 Síntese do L-(+)-tartarato de dietila a partir do ácido L- (+)-tartárico e etanol catalisada por ácido

2028 Reação de brometo de magnésio de ciclohexila com dióxido de carbono para ácido ciclo-hexano carboxílico

1001 Nitração do tolueno para 4-nitrotolueno, 2-nitrotolueno e 2,4-dinitrotolueno

3012 Síntese do adamantilideno (adamantanilideno) adamantano a partir de adamantanona

3 - Reciclagem de poli(tereftalato de etileno), PET, e reutilização do ácido tereftálico (3 aulas)

Tecnologias de Produção de Biodiesel

2004 Redução diastereosseletiva de benzoina com boro-hidreto de sódio a 1,2-difenil-1,2-etanodiol

3028 Rearranjo de pinacol a pinacolona

Obtenção de nanocompósito de Atapulgita/goma do cajueiro (Anarcadium Occidentale) em sistemas de liberação de fármacos

PROJETO EXTENÇÃO: ÓLEO SUJO, CIDADE LIMPA!

Produção de Biodiesel a partir de óleo de soja empregando catalisadores heterogêneos contendo potássio

Aplicação de tiazolidina-2,4-diona na síntese de arilidenos via condensação de Knoevenagel

Química. APL 2.5 Síntese de biodiesel a partir de óleo alimentar

APLICAÇÃO DE QUITOSANA MODIFICADA COMO CATALISADOR HETEROGÊNEO NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL POR ESTERIFICAÇÃO

X Congresso Brasileiro de Engenharia Química Iniciação Científica

PRODUÇÃO NÃO CATALITÍCA DE ETIL ÉSTERES DE ÁCIDOS GRAXOS DO ÓLEO DE SOJA

Principais rotas tecnológicas de produção do biodiesel

Obtenção de Biodiesel através da Transesterificação do Óleo de Milho: Conversão em Ésteres Etílicos e Caracterização Físico-Química

Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COPOLÍMEROS A PARTIR DO GLICEROL 1

OLIGOMERIZAÇÃO DO GLICEROL CATALISADA POR ÓXIDOS DE FERRO

6 Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel 9º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel 953 Estudo das c

5004 Acetalização catalisada por ácido de 3-nitrobenzaldeído ao correspondente 1,3-dioxolano com etanodiol

6 Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel 9º Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas, Óleos, Gorduras e Biodiesel 965 Biodiesel de

IV Congresso Brasileiro de Mamona e I Simpósio Internacional de Oleaginosas Energéticas, João Pessoa, PB 2010 Página 66

4 Resultados Experimentais

SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO IN SILICO DE COMPOSTOS DERIVADOS DO ÁCIDO TEREFTÁLICO USANDO GARRAFAS PET COMO MATÉRIA-PRIMA

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA OBTENÇÃO DE HIDROXIAPATITA PARA FINS BIOMÉDICOS

SEMINÁRIO REGIONAL SOBRE PRODUÇÃO E USO DE BIODIESEL BACIA DO PARANÁ III

CINÉTICA DE EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE BABAÇU VISANDO A PRODUÇÃO DE BIODIESEL.

Desenvolvimento de Materiais Híbridos com Aplicações Biomédicas. Prof. Joana Lancastre

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO PRÉ-VESTIBULAR RUMO À UNIVERSIDADE CAMPUS JOÃO MONLEVADE QUÍMICA AMBIENTAL

PREPARO DE FILMES CONTENDO ACETILACETONATO DE ALUMÍNIO. PREPARATION OF FILMS CONTAINING ALUMINIUM ACETYLACETONATE.

Reciclagem de Resíduos. 3 Materiais: síntese, processamento, descarte, reciclagem e destinação final. Agosto, 2017

Palavras- Chave: Bioquerosene. Reutilização. Óleo de Cozinha. Impacto Ambiental.

IV Congresso Brasileiro de Mamona e I Simpósio Internacional de Oleaginosas Energéticas, João Pessoa, PB 2010 Página 60

a) Escreva os nomes das substâncias presentes nos frascos A, B e C. A B C

INSTITUIÇÃO: CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS

SÍNTESE DE BIODIESEL A PARTIR DE BLENDAS UTILIZANDO PLANEJAMENTO FATORIAL 2 3

RELAÇÃO ENTRE A TERMOGRAVIMETRIA E O ÍNDICE DE ACIDEZ DO BIODIESEL DE CANOLA E DE GIRASSOL EXPOSTOS À CONDIÇÃO DE OXIDAÇÃO

PÓ DE ACIARIA MODIFICADO UTILIZADO EM PROCESSO DE DESCONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

SÍNTESE DO 1-BROMOBUTANO Procedimento experimental a microescala (adaptado de Williamson, Minard & Masters 1 )

AUTOR(ES): GUILHERME CANDIDO LOPES, ALESSANDRA GOMES DOS SANTOS, VICTOR PAULINO LESCANO

PALAVRAS-CHAVE: Biodiesel. Metanol. Óleo de fritura.

Ricardo Alan Verdú Ramos

Transcrição:

Síntese de sal básico derivado da despolimerização do PET para tratamento de óleo residual de fritura. Clisóstenes Arruda Barbosa 1, Nayara Eneias Souza 1, Maria Cláudia Rodrigues Brandão 2, Juliana Kelly Dionísio de Souza 3 1 Alunos do Curso Técnico Integrado em Petróleo e Gás IFPB. Bolsistas PIBIC-EM/CNPq. e-mail: clis_2010@hotmail.com 2 Professora Orientadora- IFPB. Doutoranda em Química Orgânica - UFPB. e-mail: claudiabrandao.quimica@gmail.com 3 Co-orientadora- Mestranda em Química Orgânica - UFPB. e-mail: julianak_71@hotmail.com Resumo: Os mecanismos para viabilizar um destino final aos resíduos sólidos urbanos estão em desenvolvimento e, juntamente a estes mecanismos, pesquisas na área de Química estão indicando rotas catalíticas como possíveis alternativas para a reciclagem de materiais poliméricos, especialmente do Poli (Tereftalato de Etileno) PET. Assim, na primeira parte desse projeto, foi estudada qualitativamente a reação de despolimerização do PET, realizada mediante hidrólise em meio básico, utilizando-se como catalisador hidróxido de potássio (KOH) sob condições equimolares com o polímero. O objetivo foi a obtenção do sal básico tereftalato de potássio que foi analisado por RMN, IV e TG/DTA. Contudo, o mesmo não fora aplicado no tratamento de óleo residual, dado a inviabilidade do período e a ausência de propriedades do óleo residual. Palavras chave: Despolimerização, Tereftalato de Potássio, Reciclagem, Óleo Residual. 1. INTRODUÇÃO Os efeitos nocivos causados por combustíveis fósseis ao meio ambiente e ao homem, somados às variações monetárias que ocorrem constantemente no mercado internacional de tais combustíveis, motivam a humanidade a explorar e a desenvolver, cada vez mais, fontes de energia renovável. Paralelamente ao amplo uso de energias não renováveis e às pesquisas de fontes alternativas, estão o crescimento demográfico e de atividades comerciais. Diante disso, tem-se, como consequência, o aumento de resíduos domésticos e industriais, os quais se somam aos problemas de poluição ocasionados pelo uso de combustíveis não-renováveis. Por essas razões, incentiva-se a utilização de fontes alternativas e a redução do impacto causado pelo lixo gerado em domicílios e estabelecimentos comerciais. Nesse cenário, têm-se os óleos utilizados em frituras como importante meio de produção de biocombustível e as garrafas PET (politereftalato de etileno) como fonte de substâncias aplicáveis ao tratamento dos óleos residuais. Devido às transformações que os óleos vegetais sofrem durante a preparação de alimentos, suas propriedades físico-químicas são alteradas, o que pode influenciar nas reações químicas de conversão de triacilglicerídeos em ésteres (biodiesel) e modificar a qualidade do combustível (RAMOS, 2000). Por isso, questiona-se a eficácia das tecnologias atuais para a produção de biodiesel de óleos residuais. Portanto, uma das grandes desvantagens intrínsecas à utilização dos óleos de fritura para produção de biodiesel é a presença de umidade e de ácidos graxos livres, os quais podem estar acima do ideal por consequência do processo de fritura dos alimentos. Por isso, tem-se um custo de produção a mais devido à necessidade de etapas de purifição da matéria-prima (RAMOS, 2006). Ainda associado à problemática das impurezas, tem-se a heterogeneidade dos óleos com relação ao teor de umidade e índice de acidez (PARENTE, 2003), pois, como no Brasil não há normas que especifiquem sobre o tempo de uso dos óleos em processos de fritura, a qualidade destes materiais varia, já que a definição do tempo de uso depende dos critérios dos usuários (NOGUEIRA; BEBER, 2009). Em relação ao problema dos resíduos sólidos urbanos é importante enfatizar que as embalagens dos alimentos representam cerca de dois terços do volume total de lixo produzido pela

população brasileira (IDEC, 2011) e o principal material utilizado nestas embalagens é o PET, que ao ser descartado em lixões ou aterros sanitários gera grande impacto ambienta, pois impermeabiliza as camadas em decomposição, prejudicando a circulação de gases e líquidos. Por outro lado, a embalagem PET é totalmente reaproveitável, podendo ser reciclada várias vezes. Este projeto tem como objetivo sintetizar o sal básico tereftalato de potássio a partir da despolimerização da garrafa PET para correção da acidez de óleo residual de fritura. A opção por este material é, além de fornecer novas possibilidades de uso do tereftalato de potássio, ele pode ser recuperado, na forma de ácido tereftálico, durante a fase de lavagem ácida do biodiesel posteriormente preparado. 2. MATERIAL E MÉTODOS A princípio, as garrafas PET incolor foram recolhidas na comunidade e então lavadas, sendo após recortadas com o auxilio de uma tesoura em tamanhos correspondentes a uma área de aproximadamente 4 mm 2 (granulometria fina) e 16 mm 2 (parte grosseira). Os procedimentos experimentais foram realizados no Laboratório de Química do IFPB Campus Campina Grande. Para o procedimento de despolimerização do PET foi preparado inicialmente o etóxido de potássio pela adição de 11,2g de KOH em 100mL de etanol P.A. O sistema foi mantido sob agitação magnética constante por 30 minutos. Logo após o preparo da solução básica, foram pesadas 16,4 g do PET de granulometria fina (quantidade equimolar em relação à quantidade de KOH) e acrescidos ao mesmo balão, que foi mantido em refluxo por 8 horas. O procedimento segue o esquema reacional apresentado na figura 1: Figura 1: Esquema de reação do PET com o etóxido de potássio para obtenção do tereftalato de potássio (TFK) e etilenoglicol (EG). A mistura reacional foi filtrada. O sólido branco filtrado foi seco em estufa a 80ºC por 5 horas. O material obtido apresentou resíduos de PET que não reagiu. Assim foi necessário realizar solubilização do material em água destilada. Apenas o sal obtido é solúvel possibilitando a separação do PET por filtração. Para recuperar o sal, a solução foi rotaevaporada. O sal obtido é um sólido branco, cristalino e foi caracterizado por Ressonância Magnética Nuclear de Próton (RMN 1 H), Infravermelho e Análise Termogravimétrica no LACOM (Laboratório de Combustíveis e Materiais) da UFPB, Campus João Pessoa. Para tratamento de óleo residual, foi coletado o óleo de fritura utilizado na cantina do campus, que passou por tratamentos prévios de filtração e degomagem. Porém não foi possível determinar a acidez do óleo (teste essencial para a aplicação do sal básico tereftalato de potássio). Com base nos dados de acidez a metodologia a ser realizada seria um processo de neutralização do óleo com a aplicação do tereftalato de potássio.

Intensity (u.a.) 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Utilizando a metodologia proposta neste projeto seria possível atrelar o benefício do aproveitamento de dois rejeitos que causam grande preocupação em termos ambientais: os óleos residuais de fritura, que são potencialmente contaminantes das fontes de água e as embalagens PET, que além de apresentarem taxa de biodegradabilidade extremamente baixa, ainda dificultam o processo de decomposição dos demais materiais. O tempo reacional aplicado processo de despolimerização foi ao apresentado pela literatura (MANCINI e ZANIN, 2002; RUVOLO FILHO, SOUZA e TORRES, 2008). No entanto, apenas para fins qualitativos, esse tempo foi considerado regular para que um maior rendimento fosse atingido. Foi obtido tereftalato de potássio com cerca de 87% de rendimento. O produto sólido obtido foi confirmado como sendo o tereftalato de potássio, com base nos testes realizados. A figura 2 apresenta o espectro de infravermelho obtido. O infravermelho do monômero (Figura 2) mostra uma banda ampla entre 3200 a 3400 cm -1 referente à água fisissorvida, vibração assimétrica de estiramento do grupo carboxilato com intensidade forte em 1573 cm -1 e estiramento simétrico com intensidade forte em 1384 cm -1. Bandas do carboxilato foram encontradas em frequências um pouco mais baixas (1573 cm -1 ) do que a banda do carboxilato de ácido tereftálico (1690 cm -1 ). Para o anel aromático observam-se picos referentes ao estiramento (C H) em torno de 3130 cm -1 a 2888 cm -1. Picos característicos de anel aromático parasubstituído: dobramento fora do plano (= C H) de maior intensidade em 744 cm -1 e uma absorção de intensidade fraca em 1946 cm -1, comparativamente aos dados apresentados em Pavia et al. (2010). Infravermelho do TFK 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 (cm -1 ) Figura 2: Infravermelho do monômero de Tereftalato de Potássio (TFP) obtido da reação de despolimerização. Todos os prótons encontrados em ambientes quimicamente idênticos em uma molécula são quimicamente equivalentes e em geral, prótons quimicamente equivalentes são também magneticamente equivalentes, exibindo o mesmo deslocamento químico (δ) (PAVIA, 2010). Por simetria o TFK é quimicamente equivalente, então terá ressonância em um único valor de (δ), gerando um único pico de absorção (singleto) em seu espectro, como apresentado na figura 3.

TGA (%) DTA ( v) Figura 3: Espectro de RMN 1 H do tereftalato de potássio (TFK) 1 H NMR (200 MHz, d 2 o) δ 7.80 (s, 2H), 4.76 (s, 2H): o TFK apresenta um anel benzênico simetricamente para- substituído que exibem dois planos de simetria, deixando equivalentes todos os hidrogênios H 1, H 2, H 3, H 4 do anel benzênico então dois singletos sobrepostos aparecem em δ = 7,80 ppm no espectro de RMN 1 H (Figura 3). O comportamento térmico do TFK foi avaliado a partir da perda de massa em função do aumento da temperatura. O estudo termogravimétrico teve como intuito, observar a decomposição da matéria orgânica presente no TFK, apresentado na figura 4. TGA DTA 0 100 90-8 80-16 70-24 60-32 50-40 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperatura ( C) Figura 4: Curva da Análise Termogravimétrica ( TGA) e Análise Térmica Diferencial ( DTA) do TFK.

Observa-se na figura 4 que a primeira perda de massa (50 200ºC) associada ao pico endotérmico 140 C é atribuída à água fisissorvida na superfície, formando um composto anidro e instável. A formação do óxido de potássio ocorre em uma única etapa entre 400 450ºC com a decomposição da matéria orgânica (pico endotérmico 420 C), mas, porém ainda instável ate 750ºC, onde logo em seguida temos um patamar indicando que o óxido é estável. A análise térmica do material é importante para reconhecer propriedades aplicáveis a procedimentos futuros, como um processo de calcinação, assim como ratificar as propriedades minerais adquiridas pelo material. A fase de tratamento do óleo residual não foi realizada. 4. CONCLUSÕES A reação de despolimerização ocorreu com eficiência chegando-se a finalidade prevista, destacando- se 87% de rendimento. Os espectros demonstraram que o sólido obtido corresponde ao tereftalato de potássio com elevado grau de pureza. A importância dada à questão ambiental também foi satisfatória, onde resíduos sólidos descartados muitas vezes em locais inadequados foram reciclados. AGRADECIMENTOS Agradecemos ao LACOM, ao IFPB e o CNPq pelo fomento a esta pesquisa. REFERÊNCIAS IDEC Instituto de Defesa do Consumidor. Do lixo quase tudo se aproveita. Revista do IDEC on line. Disponível em: <http://www.idec.org.br> Acesso em: 26/12/2011 MANCINI, S. D; ZANIN, M. Influência de Meios Reacionais na Hidrólise de PET Pós-Consumo. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.12, nº 1, p. 34, 2002. NOGUEIRA, G.; BEBER, J. Proposta de metodologia para o gerenciamento de óleo vegetal residual oriundo de frituras, 2009. Disponível em: <http://www.unicentro.br/graduacao/deamb/semana_estudos/pdf_09 >. Acesso em: 26/12/2011. PARENTE, Expedito. Biodiesel: uma aventura tecnológica num pais engraçado. Fortaleza: Tecbio, 2003. PAVIA, D. L. Introdução à Espectroscopia. 4. ed. (Tradução). São Paulo: Cengage Learning, 2010. RAMOS, L. A qualidade da matéria-prima para produção de biodiesel: Parte 2, 2006. Disponível em: <http://www.biodieselbr.com/colunistas/ramos/qualidade-materia-prima-producao-biodiesel- 2.htm>. Acesso em 26/12/2011 RUVOLO FILHO, A. C; SOUZA, L. D; TORRES, M. C. M. Despolimerização do Poli (Tereftalato de Etileno) - PET: Efeitos de Tensoativos e Excesso de Solução Alcalina. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.18, nº 4, p. 334, 2008.