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Document Type: Dissertação
Title: Misturas de ésteres produzidos a partir de fontes alternativas de triacilgliceróis : teor de ésteres e contaminantes
Other Titles: Mixtures of esters produced from alternative sources of triacylglycerols : content of esters and contaminants
Authors: Melo, Josué Alves
Issue Date: 19-Dec-2016
Advisor: Wisniewski Junior, Alberto
Resumo : Neste trabalho foram identificados os contaminantes presentes em amostras de misturas de ésteres metílicos e etílicos obtidos a partir de fontes alternativas de triacilgliceróis, tais como: óleo residual de fritura (OF), óleo da semente de algodão (OSA), escuma de esgoto (EE), gordura da caixa de gordura (GCG). O teor de ésteres (TE) das amostras foram determinados por cromatografia gasosa com detector de ionização por chama (GC-FID) conforme a metodologia NBR 15764. As amostras apresentaram TE abaixo de 96,5% (m/m), percentual mínimo estabelecido pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) para se caracterizar as misturas como Biodiesel. A identificação dos ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos (FAME ou FAEE) nas misturas foram realizadas por cromatografia em fase gasosa/espectrometria de massas (GC/MS), observando a presença majoritária de ésteres lineares insaturados com dezoito átomos de carbono. Pelo perfil termogravimétrico, foi observado que as amostras OF e OSA apresentaram maior contaminação por compostos de alta massa molecular, aproximadamente 12,00% (m/m), corroborando o TE. Relatos na literatura apontam os processos de degradação oxidativa ou de hidrólise como sendo os responsáveis pela origem de contaminantes nestes tipos de matrizes, reforçados pelos valores de índice de peróxidos obtidos em torno de 196,00 meq kg-1. Pela técnica de ionização ambiente por sonic-spray (EASI-MS), em modo positivo, foi possível atribuir a presença majoritária de dímeros, confirmados pelos íons de m/z 625, 673 e 689, além de diacilgliceróis (DAG) e triacilgliceróis (TAG). As amostras EE e GCG apresentaram maiores índices de acidez em torno de 28,00 mg KOH g-1 com maiores contaminações por ácidos graxos livres (FFA). O perfil dos FFA foi determinado por EASI-MS, em modo negativo, e confirmado por derivatização das amostras com N,Obis( trimetilsilil)trifluoracetamida (BSTFA) e análise por GC/MS. Os FFA identificados abrangeram uma faixa de seis a dezoito átomos de carbono com a presença majoritária do ácido palmítico, linoleico, oleico e esteárico. Na otimização do método de cromatografia em coluna aberta (CC) para determinação do teor de ésteres e de contaminantes em amostras de misturas de ésteres, o uso da coluna cromatográfica com diâmetro interno de 6 mm, e o uso de hexano:diclorometrano (7:3) para eluição dos ésteres, e o uso de éter etílico:acetonitrila (8:2) para eluição dos contaminantes foram as condições ideais obtidas na otimização do método de CC. O método otimizado de CC foi aplicado em todas as amostras deste trabalho, e a fração apolar obtida e representativa dos ésteres apresentaram teores de ésteres acima de 96,5% (m/m).
Abstract: In this study we identified the contaminants present in mixtures of methyl and ethyl esters of samples obtained from alternative sources of triacylglycerols, such as: Frying oil (OF), Cottonseed oil (OSA), Scum sludge (EE), Trap grease (GCG). The esters content (TE) of the samples were determined by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) according to methodology NBR 15764. The samples presented TE below 96.5% (m/m), minimum percentage established by the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) to characterize the mixtures as Biodiesel. The identification of fatty acids methyl or ethyl esters (FAME or FAEE) in the mixtures were performed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), observing the presence of linear unsaturated esters with eighteen carbon atoms. By thermogravimetric profile, it was observed that the OF and OSA samples presented higher contamination by compounds of high molecular mass, approximately 12.00% (m/m), corroborating TE results. Reports in the literature indicate the processes of oxidative degradation or hydrolysis as being responsible for the origin of contaminants in these types of matrices, reinforced by the values of peroxide index obtained around 196.00 meq kg-1. By the easy ambiente sonic-spray ionization mass spectrometry technique (EASI-MS), in positive mode, it was possible to attribute the presence of dimers, confirmed by m/z 625, 673 and 689 ions, in addition to diacylglycerols (DAG) and triacylglycerols (TAG). The EE and GCG samples presented higher acid values around 28.00 mg KOH g-1 with higher contamination by free fatty acids (FFA). The FFA profile was determined by EASI-MS, in negative mode, and confirmed by derivatization of the samples with N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (BSTFA) and posterior GC/MS analysis. The identified FFAs comprised a range of six to eighteen carbon atoms with the majority presence of palmitic, linoleic, oleic and stearic acid. In the optimization of the open column chromatography method (CC) for the gravimetric determination of ester and contaminant content in the esters mixtures, the use of the chromatographic column with a 6 mm internal diameter and the use of hexane:dichloromethane (7:3) to elute the esters, and the use of ethyl ether:acetonitrile (8:2) to elute the contaminants were ideal conditions obtained in the optimization of the CC method. The optimized method of CC was applied in all the samples of this work, and the apolar fraction obtained and representative of the esters had esters contents above 96.5% (m/m).
Keywords: Química
Biodiesel
Poluentes
Cromatografia a líquido
Ésteres
Teor de ésteres
Contaminantes
Cromatografia em coluna aberta
EASI-MS
Ester content
Biodiesel
Contaminants
Open column chromatography
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Sponsorship: Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Language: por
Country: Brasil
Publisher / Institution : Universidade Federal de Sergipe
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Química
Citation: MELO, Josué Alves. Misturas de ésteres produzidos a partir de fontes alternativas de triacilgliceróis : teor de ésteres e contaminantes. 2016. 139 f. Dissertação (Pós-Graduação em Química) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2016.
Rights: Acesso Aberto
URI: https://ri.ufs.br/handle/riufs/6073
Appears in Collections:Mestrado em Química

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