Otimização da extração assistida por ultrassom de compostos antioxidantes da erva mate (Illex paraguariensis St. Hill) para uso na estabilização oxidativa do biodiesel
Ano de defesa: | 2022 |
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Instituição de defesa: |
Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Toledo |
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Programa de Pós-Graduação em Bioenergia
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Centro de Engenharias e Ciências Exatas
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Brasil
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Link de acesso: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/6441 |
Resumo: | Seeking to obtain less environmental impact, the use of biodiesel has become a way to replace diesel. Biodiesel is a renewable fuel and can be manufactured from different raw materials, one of which is soybean oil. This fuel suffers from the oxidation process due to the presence of fatty acids in its composition, and in order to minimize this oxidation process, antioxidants are used. Synthetic antioxidants are usually used, which are expensive and have harmful characteristics for the environment. Thus, the use of natural antioxidants becomes a viable way to replace synthetic ones. In this work, we sought to evaluate the oxidative stability of biodiesel B100 using the extract obtained from yerba mate as an antioxidant. For the extraction of yerba mate antioxidants, maceration, Soxhlet and ultrasound methods were tested. In the ultrasound-assisted extraction method, it was sought to optimize the process by varying the parameters potency (%), temperature (°C) and solvent/herb ratio (mL.g-1). The total flavonoid and phenolic contents of the samples, as well as their antioxidant capacity, were determined using the 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and the iron-reducing antioxidant (FRAP) methods. The values at the optimal point of ultrasound-assisted extraction were: Rend=19.93%, flavonoids=70.12 mg EQ·gextrate-1, phenolics=92.69 mg EAG·gextrate-1, FRAP=1915.8 μmol EFe2+·gextrate-1 and DPPH=495.82 μmol ETrolox·gextrate-1, as well as the operating conditions that lead to the optimal response: T= 52.75ºC, P= 77% and RSE= 11.25 mL.g-1. The global desirability function achieved in the optimization was 0.8928. Biodiesel produced in the laboratory from commercial soybean oil was characterized and subsequently tested for its oxidative stability using the accelerated oxidation method at 110°C in Rancimat equipment. Biodiesel did not meet the minimum limit established by the National Petroleum Agency (ANP), which requires 12 hours of induction. The tested extract did not show satisfactory results in the replacement of synthetic antioxidants. |
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This fuel suffers from the oxidation process due to the presence of fatty acids in its composition, and in order to minimize this oxidation process, antioxidants are used. Synthetic antioxidants are usually used, which are expensive and have harmful characteristics for the environment. Thus, the use of natural antioxidants becomes a viable way to replace synthetic ones. In this work, we sought to evaluate the oxidative stability of biodiesel B100 using the extract obtained from yerba mate as an antioxidant. For the extraction of yerba mate antioxidants, maceration, Soxhlet and ultrasound methods were tested. In the ultrasound-assisted extraction method, it was sought to optimize the process by varying the parameters potency (%), temperature (°C) and solvent/herb ratio (mL.g-1). The total flavonoid and phenolic contents of the samples, as well as their antioxidant capacity, were determined using the 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and the iron-reducing antioxidant (FRAP) methods. 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O biodiesel é um combustível de origem renovável, podendo ser fabricado de diferentes matérias-primas sendo uma delas o óleo de soja. Esse combustível sofre com o processo de oxidação devido a presença de ácidos graxos em sua composição, e visando minimizar esse processo de oxidação faz-se a utilização de antioxidantes. Normalmente utiliza-se antioxidantes sintéticos que apresentam alto custo além de características nocivas para o ambiente. Desse modo, a utilização de antioxidantes naturais se torna um meio viável para a substituição dos sintéticos. Nesse trabalho buscou-se avaliar a estabilidade oxidativa do biodiesel B100 com a utilização do extrato obtido de erva-mate como antioxidante. Para a extração dos antioxidantes da erva mate foram testados os métodos de maceração, Soxhlet e ultrassom. No método de extração assistida por ultrassom buscou-se otimizar o processo variando os parâmetros potência (%), temperatura (°C) e razão de solvente/erva (mL.g-1). Foram determinados os teores de flavonoides e fenólicos totais das amostras, bem como, a sua capacidade antioxidante utilizando os métodos de 2,2-Difenil-1-picril-hidrazila (DPPH) e pelo método de antioxidante redutor de ferro (FRAP). Os valores no ponto ótimo de extração assistida por ultrassom foram: Rend=19,93%, flavonoides=70,12 mg EQ·gextrato-1, fenólicos=92,69 mg EAG·gextrato-1, FRAP=1915,8 μmol EFe2+·gextrato-1 e DPPH=495,82 μmol ETrolox·gextrato-1, bem como as condições operacionais que levam ao ótimo das respostas: T= 52,75 ºC, P= 77% e RSE= 11,25 mL.g-1. A função desejabilidade global alcançada na otimização foi de 0,8928. O biodiesel produzido em laboratório a partir de óleo de soja comercial foi caracterizado e posteriormente testado quanto a sua estabilidade oxidativa utilizando o método de oxidação acelerada a 110°C em equipamento Rancimat. O biodiesel não atendeu ao limite mínimo estabelecido pela Agência Nacional de Petróleo (ANP), que exige 12h de indução. O extrato testado não apresentou resultados satisfatórios na substituição de antioxidantes sintéticos.Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2023-02-10T23:04:15Z No. of bitstreams: 1 Alini_Peters_2022.pdf: 1941975 bytes, checksum: 40c7c32703d94559526b45d662c1a95f (MD5)Made available in DSpace on 2023-02-10T23:04:15Z (GMT). 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