Aproveitamento de resíduos graxos e paralelos por processos químicos e catalíticos verdes

Abstract

No presente trabalho, foi proposta uma biorrefinaria para o aproveitamento de pupas de bicho da seda, consideradas um resíduo agroindustrial a fim de agregar valor e explorar novas possibilidades de aplicação. Para tanto, as pupas foram trituradas, bromatologicamente analisadas e a fase etérea extraída utilizando um sistema soxhlet. O extrato etéreo (26 % m m-1 ) foi caracterizado para determinar a acidez e o teor de insaturações (indicativas de materiais graxos secativos) e em seguida, completamente funcionalizado por reações de epoxidação e hidrólise, resultando em um poliol graxo. O material hidrolisado (poliol) e óleo de fritura residual foram testados na composição de graxas lubrificantes utilizando dois diferentes métodos com duas diferentes bases. As graxas preparadas tiveram seus parâmetros reológicos e tixotrópicos determinados, permitindo compreender dentre outros, os efeitos da adição do poliol (aumento do ponto de fluidez, de 259,2 para 810,95 Pa, com aumento da área de histerese tixotrópica, passando de 2,70 104 para 9,16 104 Pa s-1 ). As composições preparadas apresentaram comportamento próximo ao esperado de graxas comerciais, o que justifica a aplicação destas em propostas de economia circular. A torta residual pós-extração do óleo e as próprias pupas (com óleo) foram utilizadas no preparo de biocarvão por torrefação, utilizando planejamento fatorial (RSM-CCD) a temperaturas de entre 180 e 300 °C, com tempos de residência entre 20 e 60 min. Os biocarvões preparados por torrefação tiveram seus parâmetros de combustibilidade estudados (análises imediatas, termogravimetria e poder calorífico), dando destaque à qualidade do biocarvão (S1) e propriedades energéticas do produto (S2). Para o parâmetro S1, as condições ótimas foram encontradas utilizando o bagaço pós-extração a 300 °C com tempo de residência de 60 min, resultando em um material com 88,26 % de rendimento energético e poder calorífico superior de 20,80 MJ kg-1 . Para o parâmetro S2, as condições ótimas foram encontradas utilizando as pupas não extraídas, em 275 °C com 20 min. de tempo de residência, resultando em um material com rendimento energético de 95,10 % e poder calorífico superior de 23,01 MJ kg-1 . Os dados obtidos são considerados bons para a aplicação como biocombustível e em conjunto aos dados das graxas nos permite concluir a eficiência da biorrefinaria proposta. Paralelamente, foram estudados catalisadores de rutênio puro e em mistura com cobalto, cobre, níquel e zinco, heterogenizados na superfície de poliéster hipertrançado. Os catalisadores tiveram suas propriedades determinadas e tiveram suas atividades avaliadas em reações de funcionalização de biodiesel de canola por hidrogenação, hidroformilação, oxidação e desoxigenação. As atividades mais interessantes foram observadas para a hidrogenação, como 99 % de conversão de insaturações, oxidação, com 85 % de conversão de insaturações e desoxigenação, com 99 % de conversão de insaturações e de carbonilas., indicando um novo horizonte para tais catalisadores até então pouco estudados em funcionalizações de cadeias graxas.