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Título: Desenvolvimento de um compósito adsorvente argila/carbono a partir do resíduo da clarificação do óleo de soja.
Autor(es): Costa, Mark Shannon Le Petit
Orientador(es): Brum, Sarah Silva
Assunto: Óleos vegetais
Óleo de soja
Adsorção
Termogravimetria
Carotenóides
Espectroscopia de infravermelho
Data de defesa: 22-Fev-2017
Citação: COSTA, Mark Shannon Le Petit. Desenvolvimento de um compósito adsorvente argila/carbono a partir do resíduo da clarificação do óleo de soja. 2017. 83 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Química e Biológica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: A clarificação de óleos vegetais é uma das etapas mais importantes para atingir os requisitos estéticos e organolépticos exigido pelo consumidor. Neste processo de clarificação são utilizadas argilas clarificantes que adsorvem grupos indesejáveis aos óleos comestíveis, como clorofilas e carotenos. Nesta etapa é gerada uma argila contaminada com óleo como resíduo final. Este resíduo, atualmente segue para aterros sanitários e pode entrar em combustão espontânea, apresentando riscos em seu transporte e disposição. Uma alternativa à disposição desses resíduos, seria a realização de tratamentos que possibilitassem o retorno parcial ou total deste resíduo ao processo ou a utilização destes materiais em novas rotas de aplicação, reduzindo o impacto ambiental e gerando um material com valor agregado. Desta forma, este trabalho teve como objetivo desenvolver materiais compósitos argila/carbono com propriedades adsorventes, a partir do resíduo dos processos de clarificação de óleos vegetais. Foram aplicados tratamentos térmicos, com e sem agentes ativantes, resultando em diversos materiais que foram caracterizados por: Análise Elementar (CHN), Análise Termogravimétrica (TG) e Termogravimetria Derivada (DTG), Espectroscopia na região do Infravermelho, Difratometria de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredua (MEV), Análise de Área Superficial (BET) e Diâmetro de Poro. Além de análises de grupos superficiais (Teste de Boehm), ponto de carga zero (PCZ) e avaliações de capacidade adsortiva de azul de metileno e poder clarificante de óleos. Os materiais que apresentaram melhores resultados para os testes de azul de metileno foram as amostras submetidas a ativação alcalina seguida de tratamento térmico a 300 °C (b = 164,17 mg g-1) e 400 °C (b = 146,72 mg g-1). Em se tratando da verificação de poder clarificante de óleos, o melhor material obtido foi a amostra submetida a ativação alcalina, seguida de tratamento térmico à 500 °C e ativação com ácido sulfúrico (97,8%). Os resultados obtidos a partir dos testes adsortivos indicam que dentre os materiais obtidos, o material resultante do tratamento alcalino e térmico a 300 °C, apresentou melhores características para ser aplicado na adsorção de corantes catiônicos, como o azul de metileno e o material resultante da ativação alcalina, seguida de tratamento térmico a 500 °C e ativação ácida, apresentou um ótimo desempenho na clarificação de óleos vegetais. Desta forma, neste estudo foram desenvolvidos materiais com potencial desejável à indústria de óleos vegetais e aos processos de remoção de corantes em águas, apresentando possíveis soluções à disposição de argilas contaminadas em aterros sanitários.
Abstract: The clarification of vegetable oils is one of the most important steps to achieve the aesthetic and organoleptic requirements demanded by the consumer. In this clarification process, bleaching clays are used to adsorb undesirable groups present on edible oils, such as chlorophylls and carotenes. At this stage, an oil-contaminated clay is generated as the final residue. This residue, currently goes to landfills and can enter in spontaneous combustion, presenting risks in its transportation and disposal. An alternative to the disposal of these wastes would be the realization of treatments that would allow the partial or total return of this waste to the process or the utilization of these materials in new application routes, reducing the environmental impact and generating a material with added value. In this way, this work had as objective to develop clay/carbon composites with adsorbent properties, from the residue of the processes of clarification of vegetal oils. Thermal treatments were applied with and without activating agents, resulting in several materials that were characterized by: Elementary Analysis (CHN), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Derivative Thermogravimetric (DTG), Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Surface Area Analysis (BET) and Pore Diameter. In addition to analyzes of surface groups (Boehm test), point of zero charge (PZC) and assessments of adsorptive capacity of methylene blue and clarifying power of oils. The materials that showed the best results for the methylene blue tests were the samples submitted to alkaline activation followed by heat treatment at 300 °C (b = 164.17 mg g -1) and 400 ° C (b = 146.72 mg g -1). For oil bleaching power, the best marterial obtained was submitted to alkaline activation, followed by heat treatment at 500 °C and activation with sulfuric acid (97,8%). The results obtained from the adsorption tests indicate that the composite obtained after alkaline activation and heat treatment at 300 °C had better characteristics to be applied in the adsorption of cationic dyes, such as methylene blue. And the material obtained after alkaline activation, heat treatment and acid activation, presented an good performance in the clarification of vegetable oils. Thus, in this study, materials with desirable potential were developed for the vegetable oils industry and the dye removal, presenting possible solutions to the disposal of spent bleaching clays in sanitary landfills.
Descrição: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017.
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