Estratégias de calibração, imagens digitais e dispositivo microfluídico para o controle de qualidade de biodiesel

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Samara Soares
• Orientador(a): Fabio Rodrigo Piovezani Rocha
• Banca de defesa: Joaquim de Araujo Nobrega, Thiago Regis Longo Cesar da Paixão, Alex Virgilio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Ciências (Energia Nuclear na Agricultura)
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/T.64.2023.tde-04092023-143001

A presente Tese apresenta o desenvolvimento de procedimentos analíticos para a quantificação de metanol, teor de éster e Ca e Mg em biodiesel e de biodiesel em misturas com diesel ou óleo vegetal, além da avaliação de estratégias de calibração para contornar efeitos de matriz nessas análises. A quantificação de metanol, Ca e Mg e biodiesel em diesel foi baseada em fotometria por imagens digitais (DIP, do inglês Digital-image photometry) obtidas com a câmera de um smartphone. A quantificação de metanol foi baseada na oxidação a formaldeído e na reação subsequente com o reagente de Schiff. Duas faixas lineares foram obtidas 20500 e 5002000 mg kg1 de metanol, com coeficiente de variação (CV, n = 10) de 5,0% e limite de detecção (LD) de 10 mg kg1. Também foi desenvolvido um procedimento alternativo simples e de baixo custo para a separação do metanol de biodiesel por microdestilação. O método foi baseado na descoloração de uma solução ácida de KMnO, ocasionada pela oxidação do metanol a formaldeído. Resposta linear foi obtida entre 2502000 mg kg1, com CV (n =10) e LD estimados em 3,7% e 90 mg kg1, respectivamente. O método analítico para quantificação de Ca e Mg foi baseado na descoloração de uma solução alcalina de Negro de Eriocromo T. Resposta linear foi obtida de 1075 mol L1, com CV (n = 10) e o LD estimados em 1,0% e 3 mol L1. Um procedimento volumétrico foi desenvolvido para a quantificação de biodiesel em mistura com diesel ou óleo vegetal, usando solução aquo-etanólica como titulante. Respostas lineares foram obtidas até 25 %(v/v) (mistura diesel:biodiesel) e até 80 %(v/v) (mistura biodiesel:óleo vegetal). Os CV (n = 10) e os LD para biodiesel em mistura com diesel ou óleo vegetal foram 6,8% e 2 %(v/v) e 5,6% e 7 %(v/v), respectivamente. O primeiro procedimento para contornar efeito de matriz explorou a calibração multi-energia (MEC) com detecção espectrofotométrica e foi desenvolvido para quantificação de índice de iodo e glicerol livre em biodiesel. O CV (n = 8) e LD foram estimados em 1,7% e 5 g I2/100 g para índice de iodo e 3,0% e 10 mg kg1 para glicerol livre, respectivamente. Em outro abordagem MEC foi pioneiramente associada com DIP para contornar a interferência do glicerol na quantificação de metanol em biodiesel. Resposta linear foi obtida entre 20500 mg L 1 de metanol, com CV (n = 10) e LD estimados em 3,5% e 7,0 mg L1, respectivamente. Um dispositivo microfluídico foi desenvolvido para a quantificação de biodiesel em blendas de diesel, explorando a reação dos ésteres com NHOH, em meio básico, para formar hidroxamato, seguida de complexação com Fe(III) em meio ácido. Resposta linear foi obtida entre 0,10,6 %(v/v) de linoleato de metila, com CV (n = 10) e LD estimados em 4,0% e 0,04 %(v/v), respectivamente. Os procedimentos desenvolvidos são práticos, requerem pequenas quantidades de solventes orgânicos e reagentes e geram baixos volumes de resíduos. Efeitos de matriz foram contornados e a exatidão foi demonstrada em comparação aos procedimentos de referência