Separação da gordura do efluente de um laticínio e produção de biodiesel

Abstract

Este trabalho Teve como objetivo a utilização dos resíduos de uma indústria láctea para produção de biodiesel, tendo em vista a viabilidade técnica para disposição adequada de resíduos com alta carga gordurosa.

Full text

7° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia e Inovação de Biodiesel
Florianópolis, Santa Catarina
04 a 07 de Novembro de 2019
Separação da gordura do efluente de um laticínio e produção de biodiesel
Maria Gabriela Tiritan (UTFPR-FB, gabitiritan@gmail.com), Guilherme Bolico Pletsch (UTFPR-PB,
pletsch.bolico.guilherme@gmail.com)
Palavras Chave: resíduo do flotador, gordura do leite, produção de biodiesel.
1 - Introdução
Há algumas décadas o mundo tem buscado um
desenvolvimento sustentável, ambientalmente correto,
socialmente justo e economicamente viável (GOMES,
2009). Assim, empresas vêm adotando práticas de produção
mais limpa, focada no desenvolvimento sustentável (WANG
et al., 2018).
Indústrias de produtos lácteos processam o leite
fresco para produção de inúmeros derivados, dentre eles o
leite em pó, manteiga e queijos, gerando resíduos sólidos e
líquidos que causam impactos no ambiente (JAGANMAI;
JINKA, 2017).
Todos os anos, em escala mundial, são dispostos no
ambiente cerca de 4-11 milhões de toneladas de resíduos
lácteos (AHMAD et al., 2019). Águas residuais de laticínios
contêm alta carga de sólidos suspensos e dissolvidos,
componentes orgânicos e traços de solúveis, lactose,
nutrientes, gorduras, sulfatos e cloretos. Com estas
características, estes efluentes costumam apresentar altos
índices de demanda biologica de oxigênio (DBO) e demanda
química de oxigênio (DQO), carecendo de tratamento
adequado para disposição no corpo receptor (YONAR;
SIVRIOĞLU; ÖZENGIN, 2018).
Apesar disto, estes resíduos também podem ser
utilizados efetivamente como matéria-prima para a
fabricação de outros produtos industriais ou na geração de
energia (CHANDRA et al., 2018; WONG et al., 2019).
Atualmente a gestão de custos ambientais também se
apresenta como um diferencial empreendedor às empresas,
tornando relevante a evidenciação contábil desses custos
(KUZMA et al., 2017).
Empresários e gestores industriais têm buscado
soluções para atender necessidades emergentes com relação
ao meio ambiente, disposição adequada dos resíduos gerados
em suas atividades e concomitante agregação de valor aos
produtos fabricados. Aliado a esta demanda, a produção de
biocombustíveis e energia a partir de resíduos também têm
despertado interesse desse público.
Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a
utilização dos resíduos de uma indústria láctea para produção
de biodiesel, tendo em vista a viabilidade técnica para
disposição adequada de resíduos com alta carga gordurosa.
2 - Material e Métodos
O experimento foi realizado no departamento de
pesquisa da empresa Silofértil – Dério Rost & Cia. Ltda., em
Pato Branco-PR. O resíduo foi obtido em um laticínio da
região, oriundo do efluente gerado na fábrica de queijos e
derivados.
O volume de efluente gerado na ETE da fábrica de
queijos é coletado num tanque de equalização, ao longo do
dia, e posteriormente passa por um flotador para separação
da gordura por injeção de ar comprimido, sem adição de
polímeros.
Após a coleta de aproximadamente 100 kg de
resíduo do flotador, foi realizada homogeneização e
quarteamento da amostra. Para os ensaios em laboratório,
foram utilizados 30 kg deste resíduo (Figura 1).
Figura 1. Resíduo do flotador de uma fábrica de queijos
Três amostras de 1500 gramas foram adicionadas
em funil de separação de 2000 ml, e permaneceu em banho-
maria a 45ºC por 24 horas para separação do material graxo
presente.
Após separação de outros componentes (Figura 2),
a gordura obtida apresentou elevado índice de acidez.
Figura 2. Material graxo separado em banho-maria
Em função desta característica na mostra, foi
realizada esterificação prévia para conversão dos ácidos
graxos livres em éster metílico (biodiesel), e posterior

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Florianópolis, Santa Catarina
04 a 07 de Novembro de 2019
transesterificação. Todos os reagentes utilizados são de grau
analítico.
A reação de esterificação foi realizada com 300
gramas de material graxo, mais álcool metílico e ácido
sulfúrico a 65°C por 60 minutos, seguido de decante em funil
de separação de 500 ml para remoção da água formada.
Posteriormente, foi conduzida transesterificação do óleo
remanescente por adição de álcool metílico e metilato de
sódio, com agitação a 90°C por 60 minutos.
Após separação da glicerina, foi realizado teste de
solubilidade do biodiesel em metanol (1:9 v/v), para verificar
se a conversão em ésteres metílicos foi satisfatória.
Resultados e rendimentos são apresentados a seguir.
3 - Resultados e Discussão
A cisão do material graxo no resíduo do flotador
ocorreu em frações de 1500 gramas, em funil de separação,
impedindo a remoção e quantificação o material orgânico
residual. Isto impossibilitou também, a medição concisa do
teor de gordura presente na amostra.
O índice de acidez da gordura obtida na etapa de
separação foi de 51,4% em ácido oleico, alcançando índice
de acidez de 0,89% em ácido oleico após a reação de
esterificação, com rendimento de 98,3%.
A reação de transesterificação realizada no óleo
remanescente apresentou rendimento de 80%. Como o
volume de material graxo utilizado no experimento foi
pequeno, a seguir é apresentado o rendimento global das
reações (Figura 3) na forma de exemplo, para um volume
significativo.
Figura 3. Rendimento global da conversão de 100 kg do
material graxo em biodiesel
Com rendimento global de 89,4% para conversão
do material graxo oriundo do efluente de um laticínio em
biodiesel, as técnicas empregadas se mostraram apropriadas.
4 – Conclusões
Esta pesquisa evidenciou a viabilidade técnica para
conversão de material graxo presente no resíduo do flotador
de uma indústria de queijo em biodiesel.
O rendimento foi semelhante à conversão de óleos
vegetais com baixo índice de acidez, indicando que as
técnicas empregadas são apropriadas para esta atividade.
Diante dos resultados obtidos, sugere-se estudo em
escala piloto para identificação do teor de material graxo
presente neste tipo de resíduo, bem como avaliação da
viabilidade econômico-financeira desta aplicação.
5 – Agradecimentos
À SILOFÉRTIL - Dério Rost & Cia. Ltda. por
incentivar a divulgação científica e condução da pesquisa.
6 - Bibliografia
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in Dairy Processing, 2018.
89,4 kg de Biodeisel
89,4% rendimento global
Transesterificação
38,9 kg éster metílico 80,0% rendimento parcial
Esterificação
50,5 kg éster metílico 98,3% rendimento parcial
100 kg Material Graxo
51,4 kg ácidos graxos 48,6 kg triacilglicerol