Desenvolvimento e otimização de métodos para determinação de ésteres metílicos e acidez em amostras de biodiesel, por técnicas cromatográfica e de eletromigração

O biodiesel tem chamado atenção, principalmente, por questões ambientais. Este biocombustível pode reduzir, em 78%, as emissões de dióxido de carbono, quando comparado ao diesel convencional; ainda apresenta propriedades lubrificantes melhores; maior ponto de combustão, tornando seu transporte e arm...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2018
Main Author: Sato, Renata Takabayashi lattes
Orientador/a: Oliveira, Marcone Augusto Leal de lattes
Banca: Borges, Keyller Bastos lattes, Azevedo, Debora de Almeida lattes, Matos, Maria Auxiliadora Costa lattes, Grazul, Richard Michael lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9064
Resumo Português:O biodiesel tem chamado atenção, principalmente, por questões ambientais. Este biocombustível pode reduzir, em 78%, as emissões de dióxido de carbono, quando comparado ao diesel convencional; ainda apresenta propriedades lubrificantes melhores; maior ponto de combustão, tornando seu transporte e armazenamento mais seguros. Do ponto de vista químico, biodiesel é uma mistura de ésteres formada a partir da reação de transesterificação de triglicerídeos, presentes em óleos e gorduras, ou ainda, a partir da esterificação ácidos graxos extraídos de micro-organismos, com álcool de cadeia curta (geralmente metanol ou etanol), na presença de catalisador básico (NaOH e KOH), ácido (HCl e H2SO4) ou enzimático. Dentro deste contexto, o desenvolvimento e otimização de metodologias analíticas cada vez mais eficientes rápidas e precisas tanto para o controle de qualidade do biodiesel, quanto de suas matérias-primas tornam-se necessárias. No presente trabalho foram sintetizadas amostras de biodiesel, via catálises básica e ácida, a partir de diferentes óleos vegetais obtidos comercialmente. Para a determinação de ésteres metílicos de ácidos graxos majoritários em amostras de biodiesel foi utilizado a cromatografia a gás rápida com detecção por ionização em chama, acrônimo do inglês, “Fast GC-FID”, através de uma coluna capilar contendo fase estacionária de líquido iônico, sob condições isotérmicas de temperatura. O método foi aplicado com sucesso no monitoramento de reações de transesterificação de catalisadores básicos e ácidos de óleos vegetais como soja, canola, milho, girassol e aqueles utilizados no processo de fritura. Por outro lado, a determinação de acidez em amostras de biodiesel, foi mediada através de um método desenvolvido e otimizado por eletroforese capilar, com detecção indireta no ultravioleta em 224 nm. A etapa investigativa para o preparo das amostras, a qual se configurou como crucial para o sucesso das análises foi realizada com o auxílio de um planejamento fatorial completo do tipo 32, através da variação dos fatores massa pesada e o tempo de agitação. O método por eletroforese capilar mostrou-se satisfatório, pois não houve diferenças significativas, em nível de 95%, quando comparado com a metodologia oficial, por titulação potenciométrica.
Biodiesel has attracted attention mainly for environmental subjects. This biofuel might reduce carbon dioxide emissions by 78% when compared to conventional diesel and presents better lubricating properties; greater point of combustion, making its transport and storage safer. According to the chemical standpoint, biodiesel is a mixture of esters formed from the transesterification reaction of triglycerides present in oils and fats, or from the esterification of fatty acids extracted from microorganisms with short chain alcohol (usually methanol or ethanol) in the presence of a basic (NaOH and KOH), acid (HCl and H2SO4) or enzymatic catalysts. Within this context, the development and optimization of increasingly efficient and rapid analytical methodologies for both biodiesel quality control and its raw materials become necessary. In the present work, samples of biodiesel were synthesized, via basic and acid catalysis, from different commercially obtained vegetable oils. For the determination of major fatty acid methyl esters in biodiesel samples, fast gas chromatography with flame ionization detector, “Fast GC-FID”, was used through a capillary column containing a stationary phase of ionic liquid under isothermal conditions of temperature. The method was successfully applied in the monitoring of transesterification reactions of basic catalysts and acids of vegetable oils such as soybean, canola, corn, sunflower and those used in the frying process. On the other hand, the determination of acidity in biodiesel samples was mediated through a method developed and optimized by capillary electrophoresis, with indirect ultraviolet detection at 224 nm. The investigative step for the preparation of the samples, which was configured as crucial to the success of the analyzes was carried out with the aid of a complete 32 factorial design, through the variation of the factors mass and the agitation time. The capillary electrophoresis method was satisfactory, since there were no significant differences, at the 95% level, when compared with the official methodology by potentiometric titration.