RELATÓRIO TÉCNICO-CIENTÍFICO FINAL
(Observação: as informações prestadas neste relatório poderão, no todo ou em parte, ser
publicadas pela FAPESC.)
1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO (item a ser preenchido pela FAPESC)
1.1. N° do Contrato: CON12214/2007-9
Nº FCTP: FCTP2228/000
Nº Convênio:
Chamada Pública a que se refere: CP 03/2006 UNIVERSAL
1.2. Título do Projeto: TRATAMENTO DE RESÍDUOS PROVENIENTES DE FRITURAS POR
IRRADIAÇÃO DE MICROONDAS: SAPONIFICAÇÃO, TRANSESTERIFICAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO.
1.3 Grande Área do Conhecimento (usar a nomenclatura do CNPq):
CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA / QUÍMICA
1.4. Coordenador(a) do Projeto: ADRIANO MARTENDAL
1.5. Localização do projeto (Cidade/Região/SDR): TUBARÃO/SUL/20ªSDR
1.5.1. Instituição: UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA
1.6.1. Valor total do projeto (incluindo todos os intervenientes): R$ 35548,23
1.6.2. Participação da FAPESC: R$ 9491,00
Custeio : R$ 8391,00
Capital: R$ 1100,00
1.6.3. Outras instituições participantes (nomear):
1.7. Início do Projeto:
30 / 10
/ 2006
Término: 31 / 12 / 2008
______________________________________________________________________________________________
1.8 Equipe Executora
Nome
Titulação
Instituição
Função no projeto
-ADRIANO MARTENDAL
DOUTOR EM QUÍMICA
UNISUL
COORDENADOR
-PRISCILA PIZZOLO
FERNANDES
GRADUANDA EM
ENGENHARIA QUÍMICA
UNISUL
BOLSISTA DO PROJETO
PUIP DA UNISUL
-DÉBORA DE MEDEIROS
DOMINGOS
GRADUANDA EM
QUÍMICA INDUSTRIAL
UNISUL
BOLSISTA DO PROJETO
PUIP DA UNISUL
- LEANDRO DA SILVA
CARDOZO
GRADUANDO EM
QUÍMICA INDUSTRIAL
UNISUL
BOLSISTA DO PROJETO
PUIP DA UNISUL
2
DESCRIÇÃO DA PESQUISA, RESULTADOS E IMPACTOS
2.1 Resumo da pesquisa
A destinação dada aos rejeitos de fritura é uma preocupação ambiental, destinar estes rejeitos para as caixas de gordura
para tratamento biológico e posterior destinação aos rios, causam aumento da DBO nos rios, sugere-se principalmente a
saponificação e a transesterificação desses rejeitos. A viabilidade do tratamento de resíduos provenientes de frituras por
irradiação de microondas foi investigada utilizando resíduos coletados em estabelecimentos comerciais, submetendo-os
a condições reacionais de: saponificação, transesterificação e decomposição.
A utilização de microondas como fonte de energia em reações química vem sendo amplamente pesquisada como fonte
de energia e catalisadora de reações químicas. A irradiação eletromagnética na faixa das microondas tem o poder de
orientar os dipolos magnéticos das moléculas, possível catálise.
O objetivo do trabalho foi identificar a quantidade, o tipo e a destinação dos rejeitos provenientes de fritura na cidade
de Tubarão, e propor a transformação destes rejeitos em sabão ou biodiesel através de reações sob irradiação de
microondas em um microondas comercial especialmente adaptado.
Foi realizado através de questionário simples o levantamento da quantidade, tipo e destinação dos rejeitos de fritura
em 106 bares, lanchonetes e restaurantes na cidade de Tubarão, o que corresponde a uma amostragem de 25%, sendo
que, a média de óleo utilizado pelos estabelecimentos foi de 62 L/mês, foram incluídos no cálculo apenas os
estabelecimentos que responderam o questionário e que usam óleo para fritura. O levantamento realizado também
indicou que o óleo vegetal é praticamente o único utilizado para frituras e que a grande maioria dos bares e restaurantes
destinam os seus rejeitos de fritura para uma coleta seletiva realizada por uma empresa que fabrica sabão em Tubarão.
O forno de microondas para realizar as reações foi preparado fazendo-se um furo na parte central superior da cavidade
de ressonância de 2,3cm e adaptando uma vidraria especialmente encomendada para refluxo. Para os testes de
saponificação e transesterificação em microondas foram coletadas amostras de rejeito de fritura de diferentes bares e
restaurantes. As amostras foram classificadas e realizados os testes organolépticos, todas as amostras apresentaram
coloração amarelada, aspecto translúcido após processo de limpeza do óleo. As reações de saponificação e
transesterificação sob irradiação de microondas foram realizadas em triplicata com diferentes óleos, o término
acompanhado por CCD. Os resultados obtidos para a reação de saponificação em microondas indicaram que a reação é
mais rápida do que em aquecimento convencional. As reações de transesterifição foram conduzidas com uma razão
molar de 10:1 de álcool etílico e óleo, adicionando quantidade catalítica de hidróxido de sódio. Os resultados da
transesterificação foram prejudicados pelo aquecimento excessivo do meio reacional, devido as pequenas quantidades
de mistura reacional testadas. Os resultados das reações de transesterificação e saponificação conduzidas sob irradiação
de microondas são mais rápidas que as conduzidas com aquecimento convencional e indicam a viabilidade de se utilizar
energia de microondas para tratamento dos resíduos de frituras e produção em pequena de sabão por bares e
restaurantes. Os resultados foram divulgados em 4 trabalhos em eventos científicos (III JUNIC/UNISUL 2008 Tubarão
2.2 Caracterização da Pesquisa:
PESQUISA BÁSICA (PB):
PB visando o avanço do conhecimento sobre o tema em estudo (BAC)
PB para avançar conhecimento, com potencial de aplicação tecnológica (BT)
PB para o avanço do conhecimento, com potencial para contribuir em políticas públicas (BP)
PB visando avançar o conhecimento, com potencial de aplicação pública ou privada (BPP)
PESQUISA TECNOLÓGICA (PT)
PESQUISA EM POLÍTICAS PÚBLICAS (PP)
PESQUISA TECNOLÓGICA E POLÍTICAS PÚBLICAS (TPP)
2.3 Síntese de resultados e impactos da pesquisa
Os resultados do trabalho podem ser apresentados de acordo com os objetivos propostos. Identificando os objetivos
em: I) identificar quantidade, tipo e destinação dos rejeitos de fritura na cidade de Tubarão; II) preparar dois
microondas comerciais para realizar reações de refluxo; III) propor a transformação destes rejeitos em sabão ou
biodiesel usando microondas; IV) divulgar os resultados.
Resultados:
I) O levantamento da quantidade, tipo e destinação dos rejeitos de fritura em bares e restaurantes da cidade de Tubarão
foi realizado através de questionário simples, a amostragem pesquisada foi de 106 bares, lanchonetes e restaurantes da
cidade de Tubarão, o que corresponde a uma amostragem de 25%. Os resultados estatísticos indicaram uma média
consumo de 62 L/mês de óleo utilizado pelos estabelecimentos. Não foram incluídos no cálculo os estabelecimentos que
não responderam o questionário ou que não usam óleo para fritura. A pesquisa também indicou que o óleo de origem
vegetal é praticamente o único utilizado para frituras e que a grande maioria dos bares e restaurantes destinam os seus
rejeitos de fritura para uma coleta seletiva realizada por uma empresa que fabrica sabão em Tubarão, informação que
nos deixou bastante satisfeitos.
II) Foram adaptados dois microondas comerciais de 38 L para as reações químicas de refluxo. Os microondas foram
desmontados e na parte central superior da cavidade de ressonância foi feito um furo de diâmetro de 2,3cm, após, uma
cano de aço de mesmo diâmetro e 5cm de tamanho foi soldado ao furo. (evitar vazamento das microondas). O prato
giratório foi removido e peças de teflon (invisíveis as microondas) foram torneadas para servirem de pote reacional.
Também foi encomendada uma vidraria para refluxo vigoroso, especialmente projetada para os microondas. (Fotos dos
microondas, vidraria para refluxo vigoroso e peças de teflon seguem em anexo).
III) As reações de saponificação e transesterificação em microondas foram realizadas usando amostras de rejeito de
fritura de diferentes bares e restaurantes. As amostras foram classificadas por testes organolépticos, todas as amostras
apresentaram coloração amarelada, aspecto translúcido após processo de limpeza do óleo. As reações foram realizadas
em triplicata com diferentes óleos e o término acompanhado por CCD. A metodologia de isolamento do sabão obtido
consiste em verter a mistura reacional em 300mL solução saturada de NaCl gelada e posteriormente fazer a
filtração/lavagem (H2O) em funil de Büchner. Os resultados obtidos para a reação de saponificação em microondas
indicaram que a reação é mais rápida do que em aquecimento convencional, em média 60% mais rápido. As reações de
transesterifição foram conduzidas com uma razão molar de 10:1 de etanol e óleo, adicionando quantidade catalítica de
hidróxido de sódio, 0,8% em massa, controlando a temperatura em 60 oC, com o corte das microondas nesta
temperatura. As reações de transesterificação foram prejudicadas pelo aquecimento excessivo do meio reacional, devido
as pequenas quantidades de mistura reacional testadas, resultado que torna este tipo de reação inviável para ser sugerida
em pequena escala.
IV) Os resultados foram divulgados em 4 trabalhos em eventos científicos (III JUNIC/UNISUL 2008 Tubarão e SBQSul 2008 Blumenau).
3. DETALHAMENTO TÉCNICO
3.1. Data: 28 /02 /2009
Prestação de contas financeira: Finalizada
3.2. Avaliação (feita pelo(a) coordenador(a) da pesquisa):
Em atraso
A) O Projeto se desenvolveu segundo a proposta originalmente definida?
Sim
Não
Se houve mudanças significativas, elas foram especificadas e justificadas?
Sim
Não
Houve solicitação de alteração de rubrica (custeio/capital)?
Sim
Não
Descrever as alterações: Houve alteração nas especificações dos microondas comprados, necessária devido a indisponibilidade do microondas
comercial de 1000W potência útil com capacidade interna de 42L no mercado. Foram adquiridos microondas comerciais 920W potência útil com capacidade
interna de 38L, a substituição não acarretará em prejuízos técnicos ou científicos para o desenvolvimento do projeto.
Devido a economia orçamentária da compra dos microondas foi possível, adicionalmente, comprar um Gabinete para revelação de placa
cromatográfica comprimento de onda curto e longo.
Conforme Ofício 01 enviado a FAPESC e respondido pela FAPESC com o Ofício FAPE
314/08, que autorizou o remanejamento do valor alocado na rubrica capital do projeto. Esta alteração/autorização foram informadas na prestação de
contas.
B) Equipamentos adquiridos, quando for o caso:
- 02 FORNOS CONSUL FACILITE MASTER – CMS40 capacidade = 38 L; potência útil = 920 W; dimensão
(AxLxP) = 311x553x467 (mm); freqüência = 60 Hz; peso = 18 kg; tensão = 220 V.
- 01 Gabinete para revelação de placa cromatográfica comprimento de onda curto e longo, Dist. 366λ e 254λ; 2 x 8
Watts; 220 V e 1 A.
C) Problemas ou dificuldades na execução do projeto, quando houver:
As maiores dificuldades estão relacionadas as compras de materiais de consumo:
- A coluna C-18, 30cm e o kit pré-coluna mais refil C18 para HPLC são importados, demoraram muito para ser
entregues e atrasaram os trabalhos de caracterização de compostos.
- A compra de solventes, que são controlados pela Polícia Federal, para os trabalhos de laboratório e análises de HPLC
é limita a 2 L de solventes por CPF, o volume desejável de cada tipo de solvente seria 4 L.
D) Objetivos e metas previstas foram atingidas?
Totalmente
Parcialmente
Comentar:
- 106 estabelecimentos (25%) pesquisados e análise estatística dos resultados finalizada.
- Os dois microondas adquiridos estão adaptados para reações de refluxo e não apresentam vazamentos de microondas.
- As reações de transesterificação e saponificação foram conduzidas em refluxo convencional e sob irradiação de
microondas.
- Participação em eventos científicos, SBQ-Sul2008 Blumenau e III JUNIC/UNISUL 2008 Tubarão, divulgando os
resultados do trabalho.
E) Disseminação do conhecimento e produção gerada pela pesquisa:
- Artigos publicados ou encaminhados – (quantidade):
- Dissertações ou teses originadas ou incorporadas:
- Livros publicados ou encaminhados:
- Divulgação na Internet:
- Participação em Congressos, Simpósios ou Seminários: Participação em 02 congressos.
- Registro de Propriedade Intelectual:
- Outros:
Descrever a produção e sua repercussão:
Os resultados foram divulgados em 4 trabalhos em eventos científicos (III JUNIC/UNISUL 2008 Tubarão e
SBQ-Sul 2008 Blumenau).
O trabalho escolhido pela FAPESC para divulgar o financiamento de pesquisa em Santa Catarina. (pagina da FAPESC)
F) Principais benefícios efetivos ou potenciais para a sociedade em decorrência da pesquisa,
entre os seguintes aspectos, no que couber:
Incremento da renda familiar......................
Melhoria da saúde.....................................
Aumento da ocupação/emprego..................
Melhoria do saneamento...........................
Redução da jornada de trabalho..................
Melhoria da moradia.................................
Melhoria do sist. de transporte....................
Melhoria da alimentação...........................
Melhoria do sist. de comunicação................
Alternativa econômica/renda....................
Melhoria do fornec. de energia.....................
Melhoria da organização social..................
Aquisição de bens duráveis.........................
Melhoria na educação................................
Satisfação do beneficiado............................
Avanço do conhecimento científico.............
Melhoria do Meio Ambiente.........................
Inovação tecnológica..................................
Diretrizes para Políticas Públicas................
Melhoria em Sistema de Gestão..................
Avaliação de Políticas Públicas ...................
Regulação setorial......................................
Avaliação da Tecnologia no setor ................
Avaliação de condições Socioeconômicas....
Contribuição ao Desenvolvimento Regional..
Contribuição à inserção social....................
Possibilidade de obter patente.....................
Redução da desigualdade social.................
Agregação de valor a produtos.....................
Redução de consumo de energias..............
Redução de resíduos...................................
Outros:
Descrever os benefícios assinalados:
Usar os resíduos de frituras para produção de sabão ou biodiesel evita que estes resíduos continuem poluindo o meio
ambiente.A redução de resíduos é obtida quando os rejeitos de fritura não mais são destinados a caixa de gordura ou aterros
sanitários.Aplicar a energia de microondas em reações química têm gerado vários resultados promissores, principalmente em
reações que apresentam reagentes polares. A irradiação eletromagnética na faixa das microondas tem o poder de orientar os dipolos
magnéticos das moléculas, gerando uma possível catálise. No trabalho realizado utilizamos os conhecimentos já descritos na
literatura para adaptar reações de saponificação e transesterificação em pequena escala.
4. VERIFICAÇÃO TÉCNICA DO PROJETO (campo da FAPESC)
4.1 Mediante as informações apresentadas pelo(a) coordenador(a) do projeto no presente
relatório, verifica-se que os objetivos, metas e resultados previstos foram:
Plenamente atingidos
Parcialmente atingidos
Não foram atingidos
4.2 Recomendações e encaminhamentos:
Florianópolis, SC, ________de___________________de
Coordenador-de-projetos/FAPESC:
ANEXO ÚNICO DO RELATÓRIO TÉCNICO-CIENTÍFICO FINAL
Do projeto: TRATAMENTO DE RESÍDUOS PROVENIENTES DE FRITURAS POR IRRADIAÇÃO DE
MICROONDAS: SAPONIFICAÇÃO, TRANSESTERIFICAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO.
Este anexo tem o objetivo de ilustrar as modificações feitas nos microondas comerciais para possibilitar
que reações de refluxo fossem realizadas usando a irradiação de microondas dos aparelhos. Também é
possível visualizar a vidraria que foi encomendada para realizar as reações de refluxo e os potes reacionais
de teflon, invisíveis as microondas.
I
II
Figura I e II: Microondas preparado para reações de refluxo. I) microondas e condensador para refluxo vigoroso. II)
microondas e condensador para refluxo vigoroso com vista para pote reacional de teflon, invisível as microondas.
Figura III: Potes reacionais de teflon, torneados a partir de peças maciças de teflon. O teflon é invisível as microondas e
resistente a altas teperaturas.