Studies about biodiesel synthesis and evaluation of diesel-biodiesel blends

Orientador: Matthieu TubinoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: O biodiesel é o principal produto proveniente da reação de transesterificação de óleos e gorduras. Dentre os problemas relacionados com a síntese e a qualidade deste biocombustível estão; (i) a eficiência do processo de transesterificação em fornecer produto de boa qualidade; (ii) distribuição de produto de má qualidade ou adulterado pela adição de, por exemplo, óleo vegetal. Neste cenário, é importante desenvolver estudos que visem a otimização do processo de esterificação para obtenção de biodiesel e elaborar métodos analíticos simples e confiáveis para a quantificação dos ésteres obtidos e presentes no biodiesel e, também, para a identificação e quantificação de possíveis adulterantes. Neste trabalho, foram desenvolvidas investigações com o objetivo de aperfeiçoar a síntese de biodiesel etílico: (i) empregando menores proporções de etanol do que aquelas relatadas na literatura; (ii) avaliando a influência da adição de óleo diesel como cossolvente na reação de transesterificação. Na proporção molar de 6:1 (etanol:triacilglicerídeo) a 30 ºC chegou-se a conversões próximas de 95%, o que pode ser considerado como muito satisfatório. Como fato adicional, observou-se que a adição de óleo diesel ao meio reacional retardou e diminuiu a formação de sabões após a síntese e purificação. No que se refere à investigação visando desenvolver novo método analítico, com o objetivo de avaliar a eficiência da reação de transesterificação, a técnica de RMN 1H mostrou-se uma ferramenta muito adequada para o monitoramento da conversão dos triacilgliceróis em ésteres. Ela fornece resultados rápidos, confiáveis e não há necessidade de pré-tratamento das amostras. Através dessa técnica, além de ser possível quantificar os ésteres presentes no biodiesel sintetizado pode-se, também, identificar e determinar a quantidade de óleos vegetais ou gorduras não esterificados, eventualmente presentes como resíduos do processo de transesterificação, ou que foram intencionalmente adicionados como adulterantes nos biodieseis metílico e etílico e em suas blendas com diesel mineral. Amostras comerciais foram analisadas e tiveram resultados estatisticamente equivalentes àqueles obtidos pelas normas de referênciaAbstract: Biodiesel is the main product from the transesterification reaction of oils and fats. Among the problems related to the synthesis and quality of this biofuel, it is possible to cite (i) the efficiency of the transesterification process in supplying a good quality product; (ii) distribution of poor quality or adulterated product by the addition of, for example, unesterified vegetable oil. In this scenario, it is important to develop studies aimed at optimizing the esterification process to obtain biodiesel and elaborate simple and reliable analytical methods for the quantification of esters in biodiesel and also for the identification and quantification of possible adulterants. In this work, investigations were carried out to improve the synthesis of ethyl biodiesel: (i) employing lower proportions of ethanol than those reported in the literature; (ii) evaluating the influence of the addition of diesel oil as a cosolvent in the transesterification reaction. At a molar ratio of 6: 1 (ethanol: triacylglyceride) at 30 ° C, conversions were close to 95%, which can be considered very satisfactory. As an additional fact, it was observed that the addition of diesel oil to the reaction medium retarded and decreased soap formation after synthesis and purification. Regarding research to develop a new analytical method, with the objective of evaluating the efficiency of the transesterification reaction, the 1H NMR technique proved to be a very suitable tool for monitoring the conversion of triglycerides to esters. It provides fast and reliable results and no pretreatment sample is required. Through this technique, besides being possible to quantify the esters present in the synthesized biodiesel, it is also possible to identify and determine the amount of non-esterified vegetable oils or fats, possibly present as residues of the transesterification process, or that were intentionally added as adulterants in the methyl and ethyl biodiesels and in their blends with mineral diesel. Commercial samples were analyzed and results were statistically equivalent to those obtained by the reference methodMestradoQuimica AnaliticaMestre em Químic