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Título: Estudo da estabilidade termo-oxidativa de biodiesel por Rancimat, PetroOXY e Termogravimetria
Autor(es): Marinho, Raíssa Bolzan
Orientador: Santos, Reginaldo Bezerra dos
Data do documento: 28-Mar-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Uma das principais preocupações do uso do biodiesel como combustível diz respeito à sua suscetibilidade térmica e oxidativa, quando em contato com o ar atmosférico durante a estocagem e quando submetido a altas temperaturas nas condições de operação do motor. Essa característica deve-se a presença de cadeias carbônicas com múltiplas insaturações em sua composição, particularmente instáveis e suscetíveis à degradação térmica e oxidativa. A reação de transesterificação metílica dos óleos de pinhão manso, soja, nabo forrageiro e tungue promove a obtenção de biodiesel com rendimentos em massa de 90,09%, 90,12%, 90,08% e 63,96% e taxa de conversão, determinada pela técnica de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H), de 97,89%, 89,29%, 93,77% e 96,17%. Os experimentos de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM) confirmam composições químicas majoritariamente constituídas de ésteres insaturados. As técnicas de Rancimat e PetroOXY, empregadas para avaliação da estabilidade oxidativa dos biodiesel, apresentam uma correlação linear (R2=0,93697) e uma relação direta com o teor de insaturação das amostras analisadas. Obtém-se a seguinte ordem de estabilidade oxidativa: biodiesel de tungue < biodiesel de nabo forrageiro < biodiesel de soja < biodiesel de pinhão manso. A avaliação do comportamento térmico das amostras por termogravimetria (TG) revela a melhor qualidade dos biodiesel como combustíveis em relação às suas matérias-primas e o envelhecimento das amostras de biodiesel em condições de atmosfera oxidante e temperaturas elevadas evidencia alterações no seu comportamento térmico. O estudo cinético das curvas termogravimétricas (curvas TG), em atmosfera de nitrogênio, demonstra a relação direta entre a energia de ativação (Ea) das reações de decomposição térmica e a temperatura de início de decomposição térmica. Os resultados de tempo de vida útil das amostras de biodiesel, determinados a partir desses estudos cinéticos, fornecem a seguinte ordem de estabilidade térmica: biodiesel de pinhão manso < biodiesel de nabo forrageiro < biodiesel de soja < biodiesel de tungue. É possível constatar que a ordem de estabilidade térmica relativa obtida por meio da TG não apresenta correlação direta com a ordem de estabilidade oxidativa determinada pelos métodos Rancimat e PetroOXY.
One of the main concerns of using biodiesel is with thermal and oxidative susceptibility when in contact with air during storage and when subjected to high temperatures under engine operating conditions. This susceptibility iscorrelated to the presence of fatty esters with multiple sites of unsaturations on its chemical composition, that are particularly pronetothermal and oxidative degradation.The transesterification yields of jatropha, soybean, radish and tungoils were 90,09%, 90,12%, 90,08% and 63,96% and the conversion rates of triglycerides to methyl esters, determined by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR), were 97.89%, 89.29%, 93.77% and 96.17%. The gaschromatographycoupledtomassspectrometry (GC/MS) analysis of the samples confirm the predominance of unsaturated esters. The Rancimat and PetroOXY methods, employed to evaluate the oxidative stability of biodiesel, have a linear correlation (R2=0,93697) and show a direct relationship with the unsaturation content of the samples. It was obtained the following order of oxidative stability: tung biodiesel < radish biodiesel < soybean biodiesel < jatropha biodiesel. The thermogravimetric analysis of the samples shows the best quality of biodiesel as fuel when compared to their feedstocks. The aging of biodiesel samples under oxidizing atmosphere at high temperatures shows changes in thermal behavior. The thermogravimetric kinetic study, under nitrogen atmosphere, shows a direct relationshipbetween the activation energy (Ea) and the thermal decomposition and/or volatilization onset temperature. The lifetime results, from these kinetic studies, provide the following order of thermal stability: jatropha biodiesel < radish biodiesel < soybean biodiesel < tung biodiesel. The thermal stability order has no direct correlation with the oxidative stability order, determined by Rancimat and PetroOXY methods
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4675
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