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Obtenção de peneiras moleculares com estruturas mistas contendo metais de transição, oriundos de rejeitos industriais, e suas aplicações na cadeia produtiva do biodiesel/glicerol como purificadores e catalisadores

Processo: 17/10486-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE  
Vigência (Início): 01 de maio de 2017
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
Pesquisador responsável:Alex Silva Paula
Beneficiário:Alex Silva Paula
Empresa:AGA Consultoria e Desenvolvimento de Projetos Técnico-Científicos Ltda. - ME
Vinculado ao auxílio:16/15339-1 - Obtenção de peneiras moleculares com estruturas mistas contendo metais de transição, oriundos de rejeitos industriais, e suas aplicações na cadeia produtiva do biodiesel/glicerol como purificadores e catalisadores, AP.PIPE
Assunto(s):Materiais   Metais de transição   Biodiesel   Glicerol   Catálise

Resumo

A presente proposta de desenvolvimento e inovação tecnológica com potencial aplicação industrial baseia-se no reaproveitamento do resíduo final e do subproduto coproduzido em duas importantes cadeias produtivas já bem consolidadas no setor industrial brasileiro, a indústria de fundição e metalurgia de ligas especiais de cobre e a indústria do biodiesel. Sendo assim esta proposta de inovação foca no tratamento/processamento destes resíduos tendo como principal objetivo agregar valor a estes subprodutos. O resíduo da indústria de fundição e metalurgia de ligas especiais de cobre, a escória, será empregada como matéria-prima para a síntese de peneiras moleculares contendo cobre em suas estruturas para posterior aplicação como catalisadores heterogêneos nas reações de conversão do glicerol coproduzido na indústria do biodiesel. Estas mesmas peneiras moleculares serão empregadas dentro da cadeia produtiva do biodiesel como agentes purificadores do biodiesel obtido por rotas, onde costuma-se utilizar matérias-primas de baixa qualidade. Neste mesmo sentido as peneiras moleculares obtidas serão empregadas como agentes purificadores do glicerol bruto coproduzido na indústria do biodiesel. As peneiras moleculares sintetizadas e caracterizadas fisico-quimicamente serão empregadas mais especificamente como catalisadores heterogêneos em reações de conversão do glicerol, coproduzido na indústria do biodiesel, objetivando a obtenção de produtos com maior valor agregado. A presença de metais de transição como o cobre no resíduo industrial, e que serão empregados na síntese das peneiras moleculares, implementam aos materiais características catalíticas relacionadas às reações de oxi-redução. Como descrito na literatura 1-3 a presença de cobre favorece as reações de redução do glicerol convertendo-o em insumos químicos de maior valor agregado como o 1,2 e 1,3-propanodiol, quando comparado ao glicerol. Ainda dentro do seguimento do processamento do biodiesel/glicerol estes materiais sintetizados serão aplicados dentro da cadeia produtiva do biodiesel como agentes de purificação do glicerol bruto coproduzido na indústria do biodiesel, assim como do biodiesel obtido a partir de fontes com alto teor de impurezas (óleos degomados e de vísceras de animais). As peneiras moleculares por possuírem características físico-químicas bastante versáteis como capacidade de troca iônica e adsorção serão empregadas como agentes purificadores do biodiesel favorecendo no clareamento deste combustível sintetizado por uma rota considerada suja e de baixo custo. Nesta mesma etapa o glicerol coproduzido poderá ser filtrado pelas mesmas peneiras moleculares, desta forma diminuindo as etapas de tratamento do glicerol (atualmente são três etapas) para obtê-lo com alto grau de pureza e assim diminuindo os custos justamente pela diminuição no número de etapas no processo de purificação. O processo será realizado em colunas, inicialmente em escala laboratorial (colunas de vidro), as mesmas serão preenchidas com os materiais desenvolvidos e o biodiesel e ou glicerol serão depositados no topo das colunas e assim eluídos através do material pela ação da força da gravidade. Ao fim do processo serão observados os parâmetros como cor e aspecto final do produto, quantidade de enxofre e fósforo utilizando as técnicas de espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado e fluorescência molecular para ambos os produtos biodiesel e glicerol. (AU)