SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DE CATALISADORES SnO2/SiO2 NA TRANSESTERIFICAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS

 A aplicação de catalisadores heterogêneos na transesterificação de óleos visando a produção de biodiesel é comprovadamente mais vantajosa ambientalmente quando comparada a transesterificação alcalina. Devido a incompatibilidade dos óleos ácidos com catalisadores alcalinos, tem-se então aplicado metais de transição suportados, dentre estes o estanho, o qual se apresenta promissor na transesterificação. A aplicação do método sol-gel na produção de catalisadores heterogêneos demonstra comprovadas vantagens frente a demais processos. Sintetizou-se catalisadores SnO2/SiO2, pelo método sol-gel, que foram calcinados em diferentes temperaturas. Posteriormente caracterizados estruturalmente por DRX, BET, DTA e TPD-NH3 e aplicados na metanólise dos óleos de soja, linhaça e pinhão manso. Com a elevação da temperatura de calcinação aumenta-se a área específica, volume e diâmetro de poros e a cristalinidade. Estes demonstraram elevada força ácida e alta estabilidade frente à lixiviação

SÍNTESE DE CATALISADORES DE NÍQUEL SUPORTADOS EM SI-MCM-41 A PARTIR DE DIFERENTES FONTES DE SÍLICA E SUA APLICAÇÃO NO PROCESSO DE REFORMA A SECO DO METANO PARA PRODUÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE

A produção de gás de síntese (CO + H2) por meio da reforma a seco do metano (RS) chama a atenção por utilizar dois gases de efeito estufa (CH4 e CO2). Os catalisadores heterogêneos são fundamentais para o desempenho da reação, com suportes que devem apresentar estabilidade mecânica e alta área específica A peneira molecular Si-MCM-41 tem despertado interesse quanto a essas características e dentre os reagentes para sua síntese está a fonte de sílica, geralmente sintética,  que pode ser substituída por uma fonte alternativa, como o resíduo agroindustrial cinza de casca de arroz (CCA), dando-lhe um aproveitamento sustentável e reduzindo custos do processo. Neste trabalho Si-MCM-41 sintetizada a partir de diferentes fontes de sílica foi avaliada como suporte de catalisadores de níquel em reação RS para produção de gás de síntese. Os suportes foram sintetizados utilizando como fonte de sílica tetraetil ortossilicato (TEOS) e CCA e impregnados com 50% de níquel. Para a RS, usou-se reator tubular de fluxo contínuo, mistura 1:1 de CH4:CO2, VHSV 30L.h-1.gcat-1,700°C, 4h. A caracterização dos materiais foi feita por fluorescência de raios X (CCA), microscopia eletrônica de varredura (suportes), difratometria de raios X (DRX) e fisissorção de N2 (suportes, catalisadores) e os produtos gasosos foram analisados por CG. Os suportes apresentaram propriedades características de Si-MCM-41 e o catalisador 50Ni/Si-MCM-41_TEOS apresentou melhor desempenho, com resultados de fração molar de 26% CO e 43,5% H2. Palavras Chave: Si-MCM-41, fontes de sílica, reforma a seco

Alternativas para o uso do glicerol produzido a partir do biodiesel

Nos últimos anos tem havido esforços consideráveis no desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de produtos químicos a partir de recursos renováveis de biomassa, principalmente combustíveis, em resposta ao esgotamento da matéria-prima de origem fóssil e as preocupações com o meio ambiente. Entre os vários compostos derivados a partir da biomassa que têm sido propostos como matéria-prima para a produção de substâncias químicas, o glicerol é de interesse especial porque é produzido em grandes quantidades, como um coproduto durante a produção de biodiesel por meio de transesterificação. Com o rápido aumento da produção de biodiesel em todo o mundo, o mesmo acontece com a produção do glicerol. O recente aumento da produção de glicerol a partir do processo de fabricação de biodiesel criou um excesso no mercado, como resultado, são necessárias novas tecnologias para o uso do glicerol que é uma substância abundante e tem grande potencial para ser uma importante matéria prima para produção de produtos de alto valor agregado

POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO PARA O ACIONAMENTO DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL A PARTIR DA REFORMA DO BIOGÁS: ESTUDO DE CASO

O aumento no consumo interno levou a uma maior demanda por energia elétrica no Brasil, entretanto, verifica-se por outro lado que crises hídricas têm dificultado a produção de energia. Neste sentido, a geração de energia através da produção de biogás utilizando a biomassa surge como uma alternativa ambiental e econômica. A queima do biogás em motogeradores apresenta como desvantagens: baixa eficiência energética, geração de gases de efeito estufa e poluição sonora.Diante deste contexto, o trabalho teve como objetivo realizar uma estimativa energética aplicando a reforma do biogás na produção de hidrogênio e o potencial de conversão em energia elétrica utilizando célula a combustível. A base de análise se deu a partir dos dados do complexo agroenergético Ajuricaba situado no município de Marechal Cândido Rondon-Pr. Os resultados obtidos indicam que a capacidade geradora de energia elétrica do complexo agroenergético Ajuricaba, pode ser aumentada em 50,1% em relação ao atual sistema, considerando o volume e as características do biogás produzido. Embora ainda haja um custo elevado das células a combustível e dos reformadores de biogás, o hidrogênio é visto como o combustível do futuro, com um poder de geração de energia elevado e baixo impacto poluidor

Desempenho de catalisadores Ni/Si-MCM-41 na reforma a seco do metano para geração de H2: avaliação de TEOS e cinzas de casca de arroz como fontes de sílica no preparo do suporte catalítico

O hidrogênio é um produto de grande apelo industrial, ainda mais quando proveniente de uma cadeia renovável de baixo impacto ambiental. Visando a redução de custos relacionados ao preparo dos catalisadores utilizados para a obtenção de H2, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de dois diferentes suportes de Si-MCM-41, sintetizados a partir de duas diferentes fontes de sílica (uma comercial, ortossilicato de tetraetila – TEOS e outra residual, sílica de cinzas de casca de arroz – CCA), no desempenho de catalisadores de níquel quando aplicados na reação de reforma a seco do metano (RS). Os catalisadores foram sintetizados com 20% (m/m) de níquel por meio de impregnação úmida e foram caracterizados pelas técnicas de MEV/EDS, fisissorção de N2, DRX, FTIR, TPD–NH3 e TPR. Os ensaios reacionais foram conduzidos em reator de leito fixo, a 800 ºC por 24 h. Os resultados de caracterização do material evidenciaram que a síntese catalisadores foi eficiente. Os catalisadores apresentaram significativas diferenças estruturais se tratando das diferentes fontes de sílica utilizadas na síntese do suporte catalítico, diferenças essas que foram mais evidentes na área específica e no diâmetro de poros dos materiais. Essa diferença pode estar relacionada com a diferença morfológica do suporte catalítico que influencia diretamente na maneira com a qual a fase ativa ficará disposta na superfície do catalisador. A avaliação dos produtos gasosos, realizada por cromatografia gasosa, evidenciou resultados de conversão e seletividade muito semelhantes para os dois catalisadores, levando a conversões de 45% de H2. A formação de coque no catalisador no qual o suporte precursor foi sintetizado a partir de CCA foi significativamente menor. Nesse sentido, a CCA se destaca como um promissor substituinte para o TEOS na síntese de suportes catalíticos para catalisadores de níquel de alta performance quando aplicados na RS.Palavras-chave: Si-MCM-41, reforma a seco do metano, hidrogênio, sílica de cinzas de casca de arroz.

Desempenho do catalisador KF-SiO2 na síntese de biodiesel

A procura por fontes renováveis de energia vem aumentando a cada ano, e neste cenário o biodiesel vem recebendo crescente atenção. O biodiesel pode ser produzido pela reação de transesterificação ou alcoólise, sendo que neste processo óleos vegetais e/ou gorduras reagem com um álcool de cadeia curta, geralmente metanol ou etanol. As reações ocorrem na presença de um catalisador, seja este ácido, básico ou enzimático, podendo ser homogêneo ou heterogêneo. Tradicionalmente é obtido pela transesterificação na presença de um catalisador homogêneo alcalino, frequentemente NaOH ou KOH, sendo estes não recuperáveis e passíveis de formação de subprodutos indesejáveis (sabão), contribuindo para a elevação de custos e geração de resíduos. O propósito deste trabalho foi produzir ésteres metílicos a partir do óleo de soja por uma rota alternativa, utilizando um catalisador heterogêneo, devido às vantagens conferidas ao processo produtivo, como facilidade na separação do biodiesel do meio reacional, ausência de reações paralelas e possibilidade de reuso do catalisador em novas reações. Dentre os inúmeros catalisadores heterogêneos, foi sintetizada a peneira molecular mesoporosa MCM-41 a base de sílica de acordo com o método descrito por Grün. Após a síntese das peneiras foi realizado o tratamento com um sal inorgânico, o fluoreto de potássio (KF), a fim de se obter catalisadores mais estáveis. Os materiais sólidos preparados foram caracterizados por diferentes técnicas, como a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difratometria de Raios-X (DRX) e Análise Termogravimétrica (ATG). Já os ésteres metílicos foram analisados por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN 1H). Os resultados indicaram que o material foi sintetizado corretamente e a taxa de conversão em ésteres metílicos foi elevada (94,8%), além disso, apresentaram maior estabilidade, tornando-se promissores catalisadores heterogêneos para a utilização em reações de transesterificação

Polysulfone/Chitosan membranes with inorganic nanoparticles: Membranas de Polissulfona/Quitosana com nanopartículas inorgânicas

Photovoltaic solar energy has been widely used as an alternative energy source. Composite materials combine the properties of organic polymers, including flexibility and easier processing, with those of inorganic compounds, such as thermal and chemical stability. These characteristics are advantageous to produce materials for organic solar cells. This work aimed to synthesize by casting method and characterize the structure, morphology, chemical, and thermal properties of composite membranes of polysulfone and chitosan (PSF/CS) incorporated with different masses of nickel-zinc ferrite nanoparticles (NZFN) and magnetite nanoparticles (MN). PSF/CS composite membranes incorporated with inorganic nanoparticles were uniform and transparent, evidencing a good dispersion of the nanoparticles and the homogeneity of the synthesized material. The addition of inorganic nanoparticles increases the stability and efficiency of organic substrates making them suitable for different applications in renewable energy systems, such as organic photovoltaic solar cells

Obtenção de gás de síntese por reforma a seco do metano em unidade piloto

A reforma a seco do metano (RS) é um processo catalítico endotérmico que ocorre entre 700 e 900 oC, capaz de converter CH4 e CO2 (biogás) em H2 e CO (gás de síntese). Trabalhos têm sido elaborados visando o desenvolvimento de catalisadores ideais para a RS, buscando resolver os problemas encontrados, como é o caso da desativação do catalisador por formação de coque, que reduz o desempenho da produção do gás de síntese e pode obstruir o leito catalítico. Em trabalhos anteriores do Laboratório de Materiais e Energias Renováveis (LABMATER) da UFPR, foi desenvolvido o catalisador 20Ni/Si-MCM-41 que possui bom desempenho na conversão de CH4 e CO2 e baixa tendência à formação de coque (≈10 mgC.gcat-1.h-1), tratando-se de um material com carga nominal de Ni de 20% (m/m), suportado em uma peneira molecular a base de sílica mesoporosa (Si-MCM-41) de elevada área específica (≈600 m2 g-1). Entretanto, somente ensaios em unidades experimentais utilizando o catalisador em pó haviam sido realizados para testar a eficiência do material. Neste trabalho, foi utilizada uma unidade piloto contendo um reator contínuo de leito fixo, com o objetivo de avaliar a atividade do catalisador granulado e sua estabilidade na RS, de forma a subsidiar a construção futura de um reformador em escala industrial. Realizou-se quatro experimentos prévios com variação da composição reacional de 40-70% CH4:30-60% CO2, 3 g do catalisador 20Ni/SiMCM-41 no leito catalítico, temperatura de 800 oC e vazão dos produtos de 36 L.h-1 a 1 atm. Os testes envolvendo variações nas composições de entrada com duração de 4 horas indicaram melhores resultados para a mistura 50% CH4:50% CO2. Também foi realizado um ensaio de 17 horas afim de verificar a estabilidade do catalisador, avaliar a formação de coque durante o tempo de reação e o desempenho da unidade piloto.Palavras-chave: hidrogênio, sílica mesoporosa, Si-MCM-41.

Apparent digestibility coefficient of chitosan foam for nile tilapia

 Chitosan foam can be used as a filter element for pollutants in Nile tilapia farming tanks to reduce the industrial chitin waste and value it. Another possibility is the inclusion of chitosan foam in fish feed. Therefore, this study aims at evaluating the apparent digestibility of nutrients and energy of chitosan foam for Nile tilapia. Apparent digestibility determination was carried out by the indirect fecal collection method, using chromic oxide as an inert indicator, a reference-diet and a test diet (70% reference-diet and 30% chitosan foam). Hence, 120 juveniles of Nile tilapia (50 ± 5 g) were used, divided into six replications. After the collection period, bromatological analyses of foam, diets and feces were carried out, as well as the determination of chromium concentration in feces. The coefficients of apparent digestibility concerning nutrients and energy were then calculated. Chitosan foam showed 83.7% digestible dry matter, 5.7% digestible protein, 7.9% digestible fat, 0.6% digestible ashes, 17.6% digestible crude fiber  and 1021 kcal kg-1 digestible energy for juveniles of Nile tilapia. It can be concluded that chitosan foam is partially digestible for Nile tilapia and can be used mainly as a feed source of fiber and fat

O USO DE MACROALGAS MARINHAS NA AGRICULTURA

Desde a antiguidade o ser humano utiliza as algas na forma de alimento e medicamento. Atualmente estes recursos naturais também vêm sendo empregados na agricultura devido algumas biomoléculas presentes em sua posição que possuem efeitos benéficos na ótica da nutrição vegetal. No entanto, para viabilidade do uso agrícola desta biomassa, alguns aspectos técnicos agrícolas e de cultivo de algas devem ser levados em consideração