51º Cbq - Determinação Do Teor de Cinza Sulfatada Em Glicerina Por Método Adaptado a Partir Da...
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28/01/2016 51º CBQ DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO A PARTIR DA NORMA ABNT… http://www.abq.org.br/cbq/2011/trabalhos/4/45613155.htm 1/3 ÁREA: Química Analítica TÍTULO: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO A PARTIR DA NORMA ABNT NBR 6294:2008 AUTORES: FERNANDES, C.H.M. (UFMT) ; OLIVEIRA, J.C.M. (UFMT) ; SILVA, E.J. (UFMT) ; TEREZO, A.J. (UFMT) ; COUTO, E.M. (UFMT) ; TREVISAN, N.M. (UFMT) ; HOSHINO, T.T. (UFMT) RESUMO: Neste trabalho apresentase um método de determinação de cinza sulfata em amostras de glicerina, baseado em uma adaptação da norma ABNT NBR 6294:2008, cujo escopo de aplicação está restrito ao biodiesel e óleos minerais. Os resultados foram avaliados em comparação com a norma ASTM D1258:2005 cujo escopo de aplicação específico é a glicerina. Os resultados com amostras de referência, de glicerina pura e glicerina bruta mostraram que a metodologia proposta resulta em recuperação de 96 % (m/m) contra 89 % (m/m) nos ensaios segundo a norma ASTM. Desta forma este trabalho estabelece a determinação das cinzas sulfatadas reduzindose as quantidades de reagentes e massa de amostra. PALAVRAS CHAVES: glicerina, cinza sulfatada , biodiesel INTRODUÇÃO: A busca incessante por um combustível de fonte renovável tem sido notória devido à necessidade da sociedade moderna por energia limpa associada à redução das emissões de gases de efeito estufa. O Biodiesel é um biocombustível que pode ser obtido pela reação de transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais com um álcool de cadeia curta. De uma maneira geral, a utilização de 1 kilograma de matériaprima oleaginosa produzirá cerca de 10% em massa de glicerina, coproduto da reação. Assim considerandose a produção nacional de Biodiesel, temse elevada quantidade de glicerina disponível. Essa glicerina pode ser destinada a várias aplicações e, sua caracterização química se torna imprescindível. A glicerina bruta é uma mistura de glicerol, álcool de cadeia curta, ácidos graxos livres, monoacilglicerídeos, diacilglicerídeos, triacilglicerideos, biodiesel e uma variedade de compostos nãoglicerinosos (MONG) (PAGLIARI e ROSSI, 2008). Em função do processo de transesterificação, a cinza sulfatada da glicerina é constituída majoritariamente pelos sais inorgânicos remanescentes do residual do catalisador, metais residuais da etapa de lavagem e neutralização. Especificamente, a norma ASTM D1258 aplicase à determinação do teor das cinzas sulfatadas de glicerina (ASTM, 2005). Por outro lado, recentemente publicouse a norma ABNT NBR 6294:2008 destinada a determinação de cinzas sulfatadas em amostras de biodiesel e óleos minerais. Neste contexto, o presente trabalho propõese uma nova metodologia para determinação das cinzas sulfatadas tendo com base um estudo estudo comparativo preliminar com a metodologia prevista pela norma ASTM D1258:2005. MATERIAL E MÉTODOS: Realizouse a determinação das cinzas sulfatadas de três amostras de glicerina bruta da produção de biodiesel, uma amostra branco (glicerina P.AVetec) e um material de referência (solução glicerinosa de 5% de NaCℓ;) pelo método ASTM D1258:2005 e pelo método proposto a partir de uma adaptação da norma ABNT NBR 6294:2008. Na Tabela 1 apresentase a comparação das etapas principais na análise pela norma ASTM D1258:2005 e o método adaptado. Para os dois casos, a medição das massas foi realizada em uma balança calibrada SHIMADZU AX200, a etapa de carbonização foi em bico Bünsen e na etapa de calcinação utilizouse um forno mufla modelo EDG3000 10PS. Um esquema seqüencial das etapas analíticas da determinação de cinzas sulfatadas é apresentado na Figura 1. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após estabelecidas as análises e cálculos pertinentes, os resultados processados expressamse, em relação as metodologias aplicadas, conforme apresentados na Tabela 2. O resultado de recuperação da amostra de referência pelo método proposto mostrou maior exatidão, em comparação com a recuperação obtida no ensaio baseado na norma ASTM, respectivamente, 96,14 % e 88,63 %. Além disso, tendo em vista a recuperação da amostra de referência, podese inferir que os valores obtidos para as glicerinas pura, A, B, e C podem refletir o teor de cinzas sulfatadas com maior exatidão, já que estes foram sempre maiores que aqueles obtidos pelo método baseado na norma ASTM.Os resultados obtidos podem ter relação com o fato de que durante a carbonização da glicerina formase uma camada espessa, devido à polimerização dificultando o contato efetivo do ácido sulfúrico na etapa de sulfatação. Considerando, que o método proposto utiliza uma menor massa de amostra e um maior volume de H2SO4 concentrado isso minimiza a formação da polimerização na etapa de carbonização e melhora a sulfatação da amostra de forma constante e homogênea na cápsula de porcelana. Evitase assim possíveis percas de massa devido à combustão se projetar para fora da cápsula, minimizando ainda possíveis erros nos resultados.
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28/01/2016 51º CBQ DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO A PARTIR DA NORMA ABNT…
http://www.abq.org.br/cbq/2011/trabalhos/4/45613155.htm 1/3
ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO APARTIR DA NORMA ABNT NBR 6294:2008
AUTORES: FERNANDES, C.H.M. (UFMT) ; OLIVEIRA, J.C.M. (UFMT) ; SILVA, E.J. (UFMT) ; TEREZO, A.J. (UFMT) ; COUTO, E.M.(UFMT) ; TREVISAN, N.M. (UFMT) ; HOSHINO, T.T. (UFMT)
RESUMO: Neste trabalho apresentase um método de determinação de cinza sulfata em amostras de glicerina, baseado em umaadaptação da norma ABNT NBR 6294:2008, cujo escopo de aplicação está restrito ao biodiesel e óleos minerais. Os resultados foramavaliados em comparação com a norma ASTM D1258:2005 cujo escopo de aplicação específico é a glicerina. Os resultados comamostras de referência, de glicerina pura e glicerina bruta mostraram que a metodologia proposta resulta em recuperação de 96 %(m/m) contra 89 % (m/m) nos ensaios segundo a norma ASTM. Desta forma este trabalho estabelece a determinação das cinzassulfatadas reduzindose as quantidades de reagentes e massa de amostra.
PALAVRAS CHAVES: glicerina, cinza sulfatada , biodiesel
INTRODUÇÃO: A busca incessante por um combustível de fonte renovável tem sido notória devido à necessidade da sociedademoderna por energia limpa associada à redução das emissões de gases de efeito estufa. O Biodiesel é um biocombustível que podeser obtido pela reação de transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais com um álcool de cadeia curta. De uma maneirageral, a utilização de 1 kilograma de matériaprima oleaginosa produzirá cerca de 10% em massa de glicerina, coproduto da reação.Assim considerandose a produção nacional de Biodiesel, temse elevada quantidade de glicerina disponível. Essa glicerina pode serdestinada a várias aplicações e, sua caracterização química se torna imprescindível. A glicerina bruta é uma mistura de glicerol, álcoolde cadeia curta, ácidos graxos livres, monoacilglicerídeos, diacilglicerídeos, triacilglicerideos, biodiesel e uma variedade decompostos nãoglicerinosos (MONG) (PAGLIARI e ROSSI, 2008). Em função do processo de transesterificação, a cinza sulfatada daglicerina é constituída majoritariamente pelos sais inorgânicos remanescentes do residual do catalisador, metais residuais da etapade lavagem e neutralização. Especificamente, a norma ASTM D1258 aplicase à determinação do teor das cinzas sulfatadas deglicerina (ASTM, 2005). Por outro lado, recentemente publicouse a norma ABNT NBR 6294:2008 destinada a determinação de cinzassulfatadas em amostras de biodiesel e óleos minerais. Neste contexto, o presente trabalho propõese uma nova metodologia paradeterminação das cinzas sulfatadas tendo com base um estudo estudo comparativo preliminar com a metodologia prevista pelanorma ASTM D1258:2005.
MATERIAL E MÉTODOS: Realizouse a determinação das cinzas sulfatadas de três amostras de glicerina bruta da produção debiodiesel, uma amostra branco (glicerina P.AVetec) e um material de referência (solução glicerinosa de 5% de NaCℓ) pelométodo ASTM D1258:2005 e pelo método proposto a partir de uma adaptação da norma ABNT NBR 6294:2008. Na Tabela 1apresentase a comparação das etapas principais na análise pela norma ASTM D1258:2005 e o método adaptado. Para os doiscasos, a medição das massas foi realizada em uma balança calibrada SHIMADZU AX200, a etapa de carbonização foi em bicoBünsen e na etapa de calcinação utilizouse um forno mufla modelo EDG3000 10PS. Um esquema seqüencial das etapas analíticasda determinação de cinzas sulfatadas é apresentado na Figura 1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após estabelecidas as análises e cálculos pertinentes, os resultados processados expressamse, emrelação as metodologias aplicadas, conforme apresentados na Tabela 2. O resultado de recuperação da amostra de referência pelométodo proposto mostrou maior exatidão, em comparação com a recuperação obtida no ensaio baseado na norma ASTM,respectivamente, 96,14 % e 88,63 %. Além disso, tendo em vista a recuperação da amostra de referência, podese inferir que osvalores obtidos para as glicerinas pura, A, B, e C podem refletir o teor de cinzas sulfatadas com maior exatidão, já que estes foramsempre maiores que aqueles obtidos pelo método baseado na norma ASTM.Os resultados obtidos podem ter relação com o fato deque durante a carbonização da glicerina formase uma camada espessa, devido à polimerização dificultando o contato efetivo doácido sulfúrico na etapa de sulfatação. Considerando, que o método proposto utiliza uma menor massa de amostra e um maiorvolume de H2SO4 concentrado isso minimiza a formação da polimerização na etapa de carbonização e melhora a sulfatação daamostra de forma constante e homogênea na cápsula de porcelana. Evitase assim possíveis percas de massa devido à combustãose projetar para fora da cápsula, minimizando ainda possíveis erros nos resultados.
28/01/2016 51º CBQ DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO A PARTIR DA NORMA ABNT…
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CONCLUSÕES: Os dados experimentais sugerem que houve melhor recuperação do teor de cinzas sulfatadas pelo método propostoem relação ao método normatizado respectivamente, 96,14 % contra 88,63 %. A análise estatística realizada via teste T de Student,comprova essa preponderância dentro de um intervalo de confiança de 95%. Podese ainda somar ao método proposto vantagensadicionais como a utilização de menores quantidades de amostra e melhor efetividade na sulfatação o que importa na minimizaçãode erros operacionais durante as análises.
AGRADECIMENTOS: SECITEC/FINEP (01.08.0651.00), CNPq e ANP (7.026/10ANP014837)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. 2005 ASTM D1258 – Standard TestMethods for HighGravity Glycerin.
28/01/2016 51º CBQ DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CINZA SULFATADA EM GLICERINA POR MÉTODO ADAPTADO A PARTIR DA NORMA ABNT…
http://www.abq.org.br/cbq/2011/trabalhos/4/45613155.htm 3/3
PAGLIARI, M. e ROSSI, M. 2008 The Future of Glycerol – New Uses of a Versatile Row Material. Ed. RS: Cambridge.
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