Síntese e Caracterização Físico-Química do Biomaterial CaO Obtido de Cascas de Ovos de Galinha
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30807Palavras-chave:
Cascas de ovos; Carbonato de cálcio; Calcinação; Óxido de cálcio; Biomaterial.Resumo
O consumo elevado de ovo de galinha produz diariamente toneladas de cascas de ovos, gerando um grave problema ambiental, uma vez que são descartadas de forma inadequada em aterros sanitários. Este resíduo é composto, em sua maior parte, por carbonato de cálcio (CaCO3), um precursor para a obtenção do óxido de cálcio (CaO). Assim, neste trabalho objetivou-se obter CaO a partir das cascas de ovos de galinha a fim de confirmar suas características como um biomaterial em função de análise estrutural, química e térmica para fins industriais, podendo ser aplicado na área da catálise. Para tanto, as amostras foram calcinadas em diferentes temperaturas (650, 700, 800 e 900 °C) com tempo de permanência de duas horas. As amostras in natura e sintetizadas foram analisadas por DRX, FTIR e TGA/DrTGA. Os difratogramas confirmaram a presença de CaCO3 como fase principal para as cascas de ovo in natura, sendo que para as amostras calcinadas em diferentes temperaturas ocorreu a formação CaO como fase principal. As bandas de absorção evidenciaram o aparecimento da ligação Ca-O para todas as amostras calcinadas. Além disto, para aquelas submetidas a 650 e 700 °C, foram ainda encontradas bandas de absorção de C-O, atribuídas à presença do CaCO3. As curvas termogravimétricas, por sua vez, mostraram que todas as amostras calcinadas se caracterizaram como estáveis, pois não apresentaram variação significativa em suas respectivas massas em função do tempo e temperatura programados. Desta forma, esse resíduo é uma excelente fonte alternativa e sustentável para a produção de CaO como biomaterial.
Referências
Banković–Ilić, I. B., Miladinović, M. R., Stamenković, O. S., & Veljković, V. B. (2017). Application of nano CaO-based catalysts in biodiesel synthesis. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 72, 746-760. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.076
Barros, F. J. S., Moreno-Tost, R., Cecilia, J. A., Ledesma-Muñoz, A. L., De Oliveira, L. C. C., Luna, F. M. T., & Vieira, R. S. (2017). Glycerol oligomers production by etherification using calcined eggshell as catalyst. Molecular Catalysis, 433, 282-290. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2017.02.030
Cao, C., Ren, Y., Wang, H., Hu, H., Yi, B., Li, X., Wang, L., Yao, H. (2022). Insights into the role of CaO addition on the products distribution and sulfur transformation during simulated solar-powered pyrolysis of waste tires. Fuel, 314, 122-795. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122795
Carvalho, E. A. D., & Almeida, S. L. M. D. (1997). Caulim e carbonato de cálcio: competição na indústria de papel. Série Estudos e Documentos, 41.
Cho, Y. B., & Seo, G. (2010). High activity of acid-treated quail eggshell catalysts in the transesterification of palm oil with methanol. Bioresource Technology, 101(22), 8515-8519. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.06.082
Dantas, J. (2016). Avaliação do desempenho e reuso do catalisador nanomagnético Ni0,5Zn0,5Fe2O4 na produção de biodiesel (Tese de Doutorado, Universidade Federal de Campina Grande). http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16110
Gautron, J., Dombre, C., Nau, F., C. Feidt, C., & Guillier. L. (2022). Review: Production factors affecting the quality of chicken table eggs and egg products in Europe. Animal, 16 (1), 100425. https://doi.org/10.1016/j.animal.2021.100425
Ge, S., Brindhadevi, K., Xia, C., Elesawy, B. H., Elfasakhany, A., Unpaprom, Y., & Van Doan, H. (2021). Egg shell catalyst and chicken waste biodiesel blends for improved performance, combustion and emission characteristics. Fuel, 306, 121633. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121633
Gollakota, A. R. K., Volli, V., & Shu, C. M. (2019). Transesterification of waste cooking oil using pyrolysis residue supported eggshell catalyst. Science of the Total Environment, 661, 316-325. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.165
Goli, J., & Sahu, O. (2018). Development of heterogeneous alkali catalyst from waste chicken eggshell for biodiesel production. Renewable energy, 128, 142-154. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.05.048
Haddad, B., Mittal, A., Mittal, J., Paolone, A., Villemin, D., Debdab, M., Mimanne, G., Habibi, A., Hamidi, Z., Boumediene, M., Belarbi, E. H. (2021). Synthesis and characterization of Egg shell (ES) and Egg shell with membrane (ESM) modified by ionic liquids. Chemical Data Collections, 33, 100717. https://doi.org/10.1016/j.cdc.2021.100717
Ikram, M., Rehman, A. U., Ali, S., Ali, S., Ul, S., & Bakhtiar, H. (2016). The adsorptive potential of chicken egg shells for the removal of oxalic acid from wastewater. Journal of Biomedical Engineering and Informatics, 2 (2), 118-131. http://dx.doi.org/10.5430/jbei.v2n2p118
Kavitha, V., Geetha, V., & Jacqueline, P. J. (2019). Production of biodiesel from dairy waste scum using eggshell waste. Process Safety and Environmental Protection, 125, 279-287. https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.03.021
Kawachi, E. Y., Bertran, C. A., Reis, R. R. D., & Alves, O. L. (2000). Biocerâmicas: tendências e perspectivas de uma área interdisciplinar. Química Nova, 23, 518-522. https://doi.org/10.1590/S0100-40422000000400015.
Kirubakaran, M., & Arul, S. M. (2018). Eggshell as heterogeneous catalyst for synthesis of biodiesel from high free fatty acid chicken fat and its working characteristics on a CI engine. Journal of environmental chemical engineering, 6 (4), 4490-4503. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.06.027
Laca, A., Laca, A., & Díaz, M. (2017). Eggshell waste as catalyst: A review. Journal of environmental management, 197, 351-359. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.03.088
Lee, H. V., Juan, J. C., Abdullah, N. F. B., Mf, R. N., & Taufiq-Yap, Y. H. (2014). Heterogeneous base catalysts for edible palm and non-edible Jatropha-based biodiesel production. Chemistry Central Journal, 8 (1), 1-9. https://doi.org/10.1186/1752-153X-8-30
Leite, F. H. G., Almeida, T. F., Faria Jr, R. T., & Holanda, J. N. F. (2017). Synthesis and characterization of calcium silicate insulating material using avian eggshell waste. Ceramics International, 43 (5), 4674-4679. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.12.146
Leszczyńska, M., Ryszkowska, J., Szczepkowski, L., Kurańska, M., Prociak, A., Leszczyński, M. K., & Mizera, K. (2020). Cooperative effect of rapeseed oil-based polyol and egg shells on the structure and properties of rigid polyurethane foams. Polymer Testing, 90, 106696. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106696
Mansir, N., Teo, S. H., Rashid, U., & Taufiq-Yap, Y. H. (2018). Efficient waste Gallus domesticus shell derived calcium-based catalyst for biodiesel production. Fuel, 211, 67-75. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.09.014
Nagabhushana, K. R., Lokesha, H. S., Reddy, S. S., Prakash, D., Veerabhadraswamy, M., Bhagyalakshmi, H., & Jayaramaiah, J. R. (2017). Thermoluminescence properties of CaO powder obtained from chicken eggshells. Radiation Physics and Chemistry, 138, 54-59. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.03.015
Naveen, S., Gopinath, K. P., Malolan, R., Ramesh, S. J., Aakriti, K., & Arun, J. (2020). Novel Solar Parabolic Trough Collector cum Reactor for the Production of Biodiesel from Waste Cooking Oil using Calcium Oxide catalyst derived from seashells waste. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification, 157, 108145. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.108145
Nunes, A. L. B. (2018). Interesterificação de óleo de soja para produção de ésteres metílicos de ácidos graxos catalisada por óxido de cálcio (Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Maria). http://repositorio.ufsm.br/handle/1/16560
Pali, H. S., Sharma, A., Kumar, N., & Singh, Y. (2021). Biodiesel yield and properties optimization from Kusum oil by RSM. Fuel, 291, 120218. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120218
Pandit, P. R., & Fulekar, M. H. (2017). Egg shell waste as heterogeneous nanocatalyst for biodiesel production: optimized by response surface methodology. Journal of environmental management, 198, 319-329. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.04.100
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria/RS. Ed. UAB/NTE/UFSM, 3-9.
Pinto, R. R. (2021). Preparação e caracterização de catalisador heterogêneo sintetizado a partir da casca de ovo para produção de biodiesel. (Dissertação Mestrado, Universidade Federal de Paraíba). https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21025
Putra, M. D., Irawan, C., Ristianingsih, Y., & Nata, I. F. (2018). A cleaner process for biodiesel production from waste cooking oil using waste materials as a heterogeneous catalyst and its kinetic study. Journal of cleaner production, 195, 1249-1258. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.010
Rahman, W. U., Yahya, S. M., Khan, Z. A., Khan, N. A., Halder, G., & Dhawane, S. H. (2021). Valorization of waste chicken egg shells towards synthesis of heterogeneous catalyst for biodiesel production: Optimization and statistical analysis. Environmental Technology & Innovation, 22, 101460. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101460
Resende, I. T. F., Andrade, V. C. V., Coriolano, D. L., de Melo Oliveira, A. C., Gonçalves, D. P., Yerga, R. M. N., Fierro, J. L. G., Bilal, M., Bharagava, R. N., Ferreira, L. F. R., Alsina, O. L. S., Figueiredo, R. T. (2020). Use of a solar low-cost open-source controlled plant for WCOEE synthesis based on eggshell catalyst. Bioresource Technology Reports, 11, 100430. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2020.100430
Roschat, W., Phewphong, S., Kaewpuang, T., & Promarak, V. (2018). Synthesis of glycerol carbonate from transesterification of glycerol with dimethyl carbonate catalyzed by CaO from natural sources as green and economical catalyst. Materials Today: Proceedings, 5 (6), 13909-13915. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.039
Silva, D., Debacher, N. A., Castilhos Junior, A. B. D., & Rohers, F. (2010). Physical chemistry and micro structural characterization of shells of bivalve mollusks from sea farmer around the santa catarina island. Química Nova, 33 (5), 1053-1058. https://doi.org/10.1590/S0100-40422010000500009
Soria-Figueroa, E., Mena-Cervantes, V. Y., García-Solares, M., Hernández-Altamirano, R., & Vazquez-Arenas, J. (2020). Statistical optimization of biodiesel production from waste cooking oil using CaO as catalyst in a Robinson-Mahoney type reactor. Fuel, 282, 118853. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118853
Sree, G. V., Nagaraaj, P., Kalanidhi, K., Aswathy, C. A., & Rajasekaran, P. (2020). Calcium oxide a sustainable photocatalyst derived from eggshell for efficient photo-degradation of organic pollutants. Journal of Cleaner Production, 270, 12229. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122294
Woranuch, W., Ngaosuwan, K., Kiatkittipong, W., Wongsawaeng, D., Appamana, W., Powell, J., Lalthazuala, R., & Assabumrungrat, S. (2022). Fine-tuned fabrication parameters of CaO catalyst pellets for transesterification of palm oil to biodiesel. Fuel, 323, 124356. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124356
Zhang, M., Ramya, G., Brindhadevi, K., Alsehli, M., Elfasakhany, A., Xia, C., Chi, N. T. L., & Pugazhendhi, A. (2022). Microwave assisted biodiesel production from chicken feather meal oil using Bio-Nano Calcium oxide derived from chicken egg shell. Environmental Research, 205, 112509. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.112509
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