Thermoanalytic, kinetic and rheological study of biodiesel derived from cotton oil

A maior parte da energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Com o esgotamento das fontes de energia, especialmente energia fóssil, sobretudo sua impossibilidade de renovação, tem motivado o desenvolvimento de tecnologias que permitem utilizar fontes renováveis de energia. O biodiesel é biodegradável, renovável e obedece ao ciclo de carbono, sendo definido como monoalquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais, obtido através de um processo de transesterificação, no qual ocorre a transformação de triglicerídeos em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos e apresenta características físico-químicas semelhantes às do diesel fóssil. Neste trabalho foi realizada a caracterização do biodiesel de algodão nas rotas metílica e etílica, sendo que a rota metílica apresentou maior rendimento. As amostras foram caracterizadas por cromatografia gasosa (CG), infravermelho (IV), RMN 1H e análise térmica. Através das análises IV e RMN foi possível confirmar a formação do biodiesel. A cromatografia gasosa indicou a conversão do óleo a biodiesel, na rota metílica o teor de conversão foi de 96,8% e para a rota etílica foi de 97,4%. O biodiesel obtido está em conformidade com as normas da ANP. O óleo de algodão foi estável até 314 oC, o biodiesel metílico até 127 oC e o biodiesel etílico até 122 oC. A temperatura inicial de decomposição do biodiesel foi menor em relação ao óleo, se aproximando do diesel e demonstrando sua maior volatilidade. As curvas termogravimétricas das amostras degradadas sugeriram formação de intermediários. O comportamento reológico do biodiesel de algodão e misturas aproxima-se do diesel corroborando sua importância na utilização como combustível alternativoMost of the world energy consumption derives from oil, coal and natural gas. The shortage of the energy sources, especially the energy from fossil fuels, and moreover the impossibility of its renewal has motivated the development of technologies that allow for the usage of renewable energy sources. Biodiesel is biodegradable, renewable and it obeys the cycle of carbon. It is defined as a blend of mono-alkyl esters of fatty acids derived from renewable sources, as vegetable oils and animal fats. It is obtained by means of a transesterification process, in which takes place the transformation of triglycerides into smaller molecules of fatty acid esters, and it displays physical and chemical characteristics similar to the ones of a fossil fuel-derived diesel oil. This work presents the characterization of cottonseed biodiesel produced either by the methanol or ethanol routes. It was noticed that the methanol route presented a higher yield. The samples were characterized by gas chromatograph, infrared spectroscopy, 1H-NMR and thermal analysis. By means of infrared and NMR, it was possible to confirm the biodiesel formation. The gas chromatograph analyses pointed out to an oil conversion to biodiesel of 96.8% using the methanol route, whereas the ethanol route conversion was of 97.4%. The biodiesel obtained was in agreement with the standards of ANP, the Brazilian National Agency of Petroleum, Gas and Biodiesel. The raw cottonseed oil was stable up to 314 oC, the methanol biodiesel up to 127 oC and the ethyl biodiesel up to 122 oC. The initial decomposition temperature of the biodiesel was smaller than the one for cottonseed oil, close to the value of the petroleum-derived diesel oil, thus demonstrating the higher volatility of biodiesel. The thermogravimetric curves of the degraded samples suggested the formation of intermediary products. The rheological behavior of cottonseed biodiesel and its blends is close to the behavior of diesel oil, corroborating the importance of the usage of biodiesel as an alternative fue