Publicação: Membranas de celulose regenerada extraída da casca de amendoim para filtração de biodiesel: preparação, caracterização e aplicação
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Ribeiro, Elaine Angélica Mundim
Resumo
A produção de biodiesel pela via convencional, transesterificação por catálise básica, é um
processo que resulta não somente na mistura de ésteres etílicos, mas também em glicerol
como subproduto da reação. Desta forma, ao final do processo de produção é necessária a
purificação do biodiesel, que convencionalmente é feito pela lavagem do biodiesel com
água tratada, gerando, um grande volume de efluente residual. Neste trabalho teve por
finalidade desenvolver e empregar membranas de celulose regenerada, proveniente da
casca de amendoim, para a filtração de biodiesel, visando uma alternativa eficiente e
ambientalmente favorável ao processo convencional. A celulose foi extraída da casca de
amendoim, que normalmente é descartada como resíduo, e regenerada na forma de
membranas finas. O processo de preparação das membranas foi otimizado através de um
planejamento de experimentos, obtendo como condições ótimas o uso de Na2SO4 como
agente porogênico, razão cuproetilenodiamina:celulose de 25,0:1,00 (mL:g) e a massa de
agente porogênico de 0,60 g. As membranas preparadas sob condições otimizadas além de
eficientes no processo de filtração, % ésteres metílicos > 96,5%, se mostraram também
com boa repetibilidade, RSD < 2%. As espessuras das membranas também foram definidas
em 51 μm, sendo que membranas mais espessas apresentaram maior dificuldade de
filtração e mais finas resultaram em permeação total dos produtos de transesterificação. As
membranas foram caracterizadas físico-quimicamente se apresentando como membranas
densas e não-porosas, porém com o contato de moléculas de glicerol e metanol residuais
do biodiesel a membrana sofre expansão de sua estrutura permitindo a permeação dos
ésteres metílicos. O biodiesel filtrado foi caracterizado e suas características comparadas
àquelas de biodiesel obtido pelo processo de purificação convencional. Todos os
parâmetros de qualidade avaliados, em especial o teor de glicerol livre, apresentaram-se
dentro dos limites especificados pela Resolução ANP nº 07/2008.
Abstract
The production of biodiesel via transesterification by basic catalysis is a process that
results not only in the mixture of fatty acid methyl esters (FAME), but also in glycerol as
byproduct of the reaction. Thus, at the end of production process it is necessary to purify
the biodiesel, which is conventionally made by washing the biodiesel with treated water,
generating a large volume of residual effluent. The purpose of this work was to develop
and employ regenerated cellulose membranes from the peanut shell for the filtration of
biodiesel, aiming at an efficient and environmentally friendly alternative to the
conventional process. Cellulose was extracted from the peanut shell, which is usually
discarded as residue, and regenerated as fine membranes. The membrane preparation
process was optimized through experimental design, obtaining as optimal conditions the
use of Na2SO4 as a porogenic agent, cuproethylenediamine:cellulose ratio of 25.0:1.00
(mL:g) and the mass of porogenic agent of 0.60 g. Membranes prepared under optimized
conditions in addition to filtration efficiency ,% methyl esters > 96.5 %, were also shown
to have good repeatability, RSD < 2 %. The thicknesses of the membranes were also
defined as 51 μm, with thicker membranes presenting greater difficulty in filtration and
thinner total passage of the transesterification products. The membranes were
physicochemically characterized presenting themselves as dense and non-porous
membranes, but with the contact of residual glycerol and methanol molecules from
biodiesel the membrane undergoes expansion of its structure allowing the permeation of
the methyl esters. In addition, the filtered biodiesel was characterized, and its
characteristics compared to those of biodiesel obtained by the conventional purification
process (washed biodiesel). All quality parameters evaluated, in special the free glycerol
content, were within the limits specified by ANP Resolution 07/2008.
Palavras-chave
Membranas de celulose, Cellulose membrane, Filtração, Filtration, Biodiesel, Cromatografia gasosa, Cromatografia gasosa, Gas chromatography, Glicerol, Glycerol, Biocombustíveis, Biofuels
Citação
REIS, Ana Maria Salomão dos. Membranas de celulose regenerada extraída da casca de amendoim para filtração de biodiesel: preparação, caracterização e aplicação. 2019. 58 f. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2364
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