O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

Nas etapas de processamento do couro, de limpeza da pele, de recortes e ajuste da espessura do couro, diferentes tipos de resíduos sólidos são gerados. Dentre esses resíduos, os pelos provenientes da etapa de depilação são descartados. Além disso, nas etapas finais do acabamento molhado do couro, em especial no tingimento, são adicionados corantes e outros produtos químicos com o objetivo de dar ao couro características superficiais, como cor e textura, gerando, consequentemente, efluentes de difícil tratamento devido ao potencial recalcitrante dos produtos químicos. O objetivo deste trabalho é apresentar uma alternativa ao uso do pelo proveniente da etapa de depilação, possibilitando assim uma extensão no ciclo de vida deste resíduo como um adsorvente alternativo para remoção de corantes empregados na indústria do couro. O pelo (CHW) foi caracterizado através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X dispersiva de energia (EDS), espectroscopia de infravermelho (FTIR), bem como sua área superficial específica e distribuição de tamanho de poro por análises de BET/BJH. A capacidade de remoção dos corantes Azul Ácido 161 (AB-161) e Preto Ácido 210 (AB-210) em soluções aquosas foi estudada emfaixas de pH de 1,0 a 10,0 e também a dosagem ótima de adsorvente. Nas isotermas de adsorção,o modelo de Liu foi o que melhor apresentou resultados para os dois corantes estudados em todas as temperaturas analisadas (30, 40 e 50ºC) No estudo cinético, o modelo de ordem-geral apresentou o melhor ajuste dos dados, com menor tempo de contato para remoção do corante AB-161 de 600 min com o pelo (CHW) e 90 min com o carvão ativado comercial (CAC), nos valores de pH 3,0 e pH 4,0, respectivamente. Para o corante AB-210 o menor tempo de contato para atingir o equilíbrio foi de 120 min e 90 min para CHW e o CAC, nos valores ótimos de pH de 2,0 e 4,0, respectivamente. O carvão produzido (AC-CHW) a partir do pelo residual foi ativado com H3PO4, caracterizado e testado em efluentes reais para remoção dos corantes Laranja Ácido 142 (AO-142) e Marrom Ácido 414 (AB-414). O carvão produzido apresentou um elevado diâmetro de poro (140,70 A), o que favoreceu a adsorção de moléculas maiores e mais complexas, como as presentes nos efluentes reais. Através do MEV e do FTIR observou-se a presença dos compostos estudados no AC-CHW após aadsorção, onde os resultados indicaram que os grupos funcionais de -CH=CH- participaram ativamente do processo de remoção. O pHzero obtido do AC-CHWfoi de 3,65, o que favoreceu a remoção desses compostos já que o efluente real apresenta um pH inferior a 4,0. Os percentuais de remoção obtidos de área sob as curvas de adsorção indicam uma remoção de 51,94% e 49,73% dos efluentes contendo AB-414 e AO-142, respectivamente. / In the stages of leather processing, skin cleansing, trimming and leather thickness adjustment, different types of solid waste are generated. Among these residues, hairs from the depilation stage are discarded. In addition, in the final stages of the wet finishing of leather, in particular in dyeing, dyes and other chemical products are added with the aim of giving the leather surface characteristics, such as color and texture, thus generating effluents that are difficult to treat due to the potential recalcitrant of chemicals. The objective of this work is to present an alternative to the use of hair from the depilation stage, thus allowing an extension in the life cycle of this residue as an alternative adsorbent for the removal of dyes used in the leather industry. The hair (CHW) was characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), infrared spectroscopy (FTIR), as well as its specific surface area and pore size distribution by analysis of BET/BJH. The ability to remove Acid Blue 161 (AB-161) and Acid Black 210 (AB-210) dyes in aqueous solutions was studied in pH ranges from 1 to 10 and also the optimum dosage of adsorbent. In the adsorption isotherms, Liu model presented the best results for the two dyes studied at all temperatures (30, 40 and 50ºC). In the kinetic study, the general-order model presented the best fit of the data, with a lowest contact time to remove the AB-161 dye of 600 min with the hair (CHW) and 90 min with the commercial activated charcoal (CAC) at pH 3.0 and pH 4.0, respectively For the dye AB-210, the lowest contact time to reach equilibrium was 120 min and 90 min for CHW and CAC, at the optimum pH values of 2.0 and 4.0, respectively. The charcoal produced (AC-CHW) from the residual was activated with H3PO4, characterized and tested in actual effluents to remove the Acid Orange 142 (AO-142) and Acid Brown 414 (AB-414) dyes. The carbon produced had a high pore diameter (140,70 A), which favored the adsorption of larger and more complex molecules, such as those present in the actual effluents. The presence of the compounds studied in the AC-CHW after adsorption was observed through the SEM and the FTIR, where the results indicated that the functional groups of -CH = CH- actively participated in the removal process. The obtained pHzero of AC-CHW was 3.65, which favored the removal of these compounds since the actual effluent had a pH lower than 4.0. The percentages of removal obtained from area under the adsorption curves indicate a 51.94% and 49.73% removal of the effluents containing AB-414 and AO-142, respectively.

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

A indústria calçadista gera uma significativa quantidade de resíduos, sendo uma alternativa para destino destes o tratamento térmico, que reduz o volume e estabiliza componentes perigosos. Por conseguinte, isto vai ao encontro dos novos desafios na busca de fontes de energias alternativas pelo fato da combustão destes resíduos ser bastante convidativa em função do seu alto poder calorífico. Este estudo está focado na análise de uma planta piloto para o processamento de resíduos sólidos da indústria calçadista (biomassa) e posterior aproveitamento térmico na geração de energia elétrica. A planta é constituída basicamente de um sistema de gaseificação e combustão combinadas e um sistema de controle de poluição do ar. O detalhamento do comportamento do gaseificador é fundamental para a maximização da eficiência do processo, sendo assim, abordado neste estudo. Para análise do gaseificador, foi desenvolvida a sua modelagem matemática. Entretanto, sabe-se da indisponibilidade, muitas vezes, do maior ou menor detalhamento de dados experimentais (geometria do sistema, identificação de espécies intermediárias, etc.) para a simulação numérica satisfatória do processo. Neste sentido, são apresentados neste trabalho, dois modelos matemáticos: um modelo rigoroso e um modelo simplificado, com diferentes abordagens e detalhamento de dados a serem informados. O modelo rigoroso considera a cinética química e os fenômenos de transferência envolvidos; já o modelo simplificado, limita-se a um modelo de equilíbrio químico e termodinâmico do sistema. Os modelos foram implementados no simulador de processos genéricos baseado em equações, EMSO. Depois de validados com dados de literatura, os modelos foram aplicados para simulações de condições reais de operação da planta e análise de sensibilidade frente a parâmetros de operação. Ambos modelos conseguiram representar razoavelmente bem o sistema experimental, dentro das limitações de cada abordagem, o que foi possível identificar condições teóricos ideais para operação a fim de se conseguir a máxima eficiência da planta. / The footwear industries generate an expressive amount of solid wastes. So that the thermal treatment technologies are an alternative destination to these wastes, once their filled volume are reduced and dangerous components are stabilized. Consequently, it can be related to new challenge on alternative energy resources due to combustion of these wastes is attractive in reason of their high calorific value. This study is focalized in the analysis of a pilot plant to process solid wastes (biomass) of footwear industries and using of its thermal capacity to generate electrical energy. The pilot unit is basically formed of one combined gasifier-combustor and one air pollution control system. The analysis of gasifier operation is fundamental to improve the process performance, so that evaluated here. To this task, the mathematical modeling of gasification system was developed. However it is well-known that practical data (geometric measures, identification of intermediary compounds, etc.) are oftentimes available on high or low detailed levels to satisfactory process simulation. In this sense, two mathematical models are presented: one rigorous model and one simplified model based on the level of details and input data. The rigorous model takes into account the chemical kinetics and the involved transfer phenomena; on the other hand the simplified model is limited to thermochemical equilibrium of the system. The models were implemented in an equation-based simulator of generic processes, EMSO. After validation with data from literature, the models were applied for simulation of actual operating conditions of pilot plant and sensitivity analyses regarding to operating parameters. Both models compare reasonably well with experimental system, inside of limitations of each approach. This makes possible to predict the ideal operating conditions in order to reach the maximum efficiency of the pilot plant.