Orientador: Matthieu Tubino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_EvaLuciaCardoso_D.pdf: 1544784 bytes, checksum: 21e0e9cae43209115424068ca5568476 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Um método de baixo custo é proposto neste trabalho para a análise quantitativa do álcool residual em biodiesel através da determinação do ponto de fulgor. Foram analisados ésteres metílicos obtidos de óleos de soja, milho, girassol e de sebo bovino. Os ésteres etílicos foram obtidos de óleo de soja. Em todos os casos ficou evidente que há uma correlação entre o ponto de fulgor e o teor de álcool residual no biodiesel. Assim, o parâmetro ponto de fulgor pode ser usado diretamente para determinar o teor de álcool residual do biodiesel. Foi proposto também um método para a determinação de fósforo em biodiesel por espectrofotometria de absorção molecular UV-Vis. As amostras de biodiesel são mineralizadas por calcinação a 550 °C seguindo dissolução do resíduo em H2SO4 1,0 mol L. O procedimento analítico é baseado na formação do complexo azul de molibdênio. Empregou-se o ácido 1-amino-2-naftol-4-sulfônico como agente redutor. O método foi aplicado para amostras de biodiesel de soja, canola, girassol e de sebo bovino. Os limites de detecção e quantificação obtidos para fósforo foram de 0,57 mg kg e 1,71 mg kg, respectivamente. O desvio padrão relativo médio obtido foi cerca de 5 %. A simplicidade do procedimento adicionado à precisão, exatidão e o baixo custo indicam que é uma excelente opção para a determinação de fósforo em biodiesel. Um terceiro método, neste caso, para a determinação de ânions em biodiesel baseado na extração com água assistida por ultrassom também foi desenvolvido neste trabalho. Os extratos obtidos das amostras de biodiesel foram analisados por cromatografia de íons. Os limites de quantificação foram 0,97; 4,10; 0,30; 2,47 e 0,26 mg kg para acetato, formiato, cloreto, fosfato e sulfato, respectivamente. A técnica de cromatografia de íons mostrou-se viável para a separação e quantificação de ânions orgânicos e inorgânicos em biodiesel simultaneamente diminuindo assim o tempo de análise / Abstract: A low cost method is proposed in this work for the quantitative analysis of residual alcohol in biodiesel through determination of the flash point. We analyzed methyl esters obtained from oils such as soy, corn, sunflower and of bovine fat. The ethyl esters were obtained from soy oil. In all cases it became very evident that there is a correlation between the flash point and the residual alcohol content in the biodiesel. Therefore the parameter flash point can be used to directly determine the residual alcohol content of biodiesel. A method has been proposed for the determination of phosphorus in biodiesel by UV-vis molecular absorption spectrophotometry. The biodiesel samples are mineralized using an ashing procedure at 550 °C following dissolution of the residue in 1.0 mol L H2SO4. The analytical procedure is based on the formation of a blue molybdenum complex. 1-amino-2naphthol-4-sulfonic acid is used as reducing agent. The method was applied to biodiesel samples of soy, canola and sunflower oils and of bovine fat. The limits of detection and quantification are 0.57 mg kg and 1.71 mg kg, respectively. The average standard deviation obtained was about 5 %. The simplicity of the procedure added to its precision, accuracy and low cost indicate that it is an excellent option for the determination of phosphorus in biodiesel. A third method, in this case, for the determination of anions in biodiesel based on extraction with ultrasound assisted water has also been developed in this study. The extracts of biodiesel samples were analyzed by ion chromatography. The limits of quantification obtained were 0.97, 4.10, 0.30, 2.47 and 0.26 mg kg for acetate, formate, chloride, phosphate and sulfate, respectively. The technique of ion chromatography proved to be feasible for the simultaneously separation and quantification of organic anions in biodiesel, thereby reducing analysis time / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Orientador: Matthieu Tubino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_RodrigoAlvesde_D.pdf: 2518556 bytes, checksum: a8c7635c9785df284e4cea0c8053443c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho foi realizado usando biodieseis preparados a partir de óleos de soja, canola, milho, girassol e, também, de gordura suína, através de reações transesterificação. Para todos esses biodieseis foram determinados o ponto de entupimento a frio, o ponto de fulgor e o perfil cromatográfico. Estes biodieseis foram misturados com diesel de petróleo para se produzir misturas contendo 5% do biocombustível (B5), 10% (B10) e 20% (B20), e os ensaios citados foram realizados nestas amostras. Visando a diminuição do ponto de entupimento a frio, alguns aditivos naturais foram testados e se mostraram eficientes. Por exemplo, o limoneno reduziu o ponto de entupimento do biodiesel de óleo soja em mais de 7°C. No biodiesel de gordura suína a redução foi de 10°C, o que significa o ponto de entupimento a frio em temperatura inferior a 13°C. Os aditivos utilizados são solúveis nos biodieseis estudados e, também, nas misturas diesel-biodiesel, pelo menos nas concentrações testadas. Como importante exemplo de abaixamento do ponto de entupimento a frio das misturas diesel-biodiesel de gordura suína com 10% de biodiesel (B10), podese citar o caso da terebentina que provocou uma redução de aproximadamente 8°C (de 12,7ºC para 5,0°C). Este mesmo aditivo caus ou uma redução de 13,6 ºC (de 20,3ºC para 6,7ºC), na mistura diesel-biodiesel de gordura suína com 20% de biodiesel (B20). Este resultado é muito significativo por implicar na possibilidade de usar este tipo de combustível mesmo em regiões mais ao sul do país durante o inverno / Abstract: The present studies were performed preparing biodiesel from soya, canola, corn, sunflower oils and the fat swine, through transesterification reaction. The biodiesel produced from these oils were studied for: cold filter plugging point, flash point and for chromatographic analysis. The biodiesels were mixed with diesel to produce blends containing 5% of the biofuel (B5), 10% (B10) and 20% (B20), and these samples were also analyzed by the same techniques as discussed earlier. In order to decrease the cold filter plugging point, some natural additives have been tested and were proved effectively. For example, limonene caused more than 7°C reduction in the cold filter plugging point of soybean biodiesel. In the biodiesel obtained from the swine fats, the reduction was found around 10°C and less than 13°C for the cold filter plugging point. The additives are soluble in studied biodiesels and also in the dieselbiodiesel blends, at least, in the concentrations tested. One of the important example of the reduction in the cold filter plugging point of diesel-biodiesel blends of swine fats with 10% biodiesel (B10), using turpentine as additive which caused reduction of approximately 8°C (from 12,7ºC up to 5,0°C). The same additive caused a reduction of 13,6 ºC (from 20.3 ºC up to 6.7 °C) in the cold filter plugging point of diesel -biodiesel blends of swine fats with 20% biodiesel (B20). This result is very significant because it is possible to use this type of fuel in south regions of the country during the winter / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientadores: Antonio José de Almeida Meirelles, Mariana Conceição da Costa, Jérôme Pauly / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T15:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carareto_NataliaDanieleDorighello_D.pdf: 2781126 bytes, checksum: a569200223f2c962deb5f7e6129613dd (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O estudo das propriedades físico-químicas de materiais graxos é uma demanda mundial crescente, principalmente devido ao incentivo do seu uso como fonte de energia e para a alimentação. Faz-se importante estudar e compreender todas as condições de equilíbrio que podem ser observadas durante o processamento de compostos graxos, por exemplo, óleos vegetais e biodieseis, desde a sua extração, refino e estocagem. Dados de equilíbrio sólido-líquido podem ser usados para melhorar ou propor novos processos de separação. Já o ponto de fulgor é uma propriedade importante que deve ser observada no armazenamento, transporte e produção de compostos inflamáveis, como o biodiesel. Este trabalho teve como objetivos estudar o equilíbrio sólido-líquido de misturas binárias graxas formadas por álcoois graxos, ésteres graxos ou ácidos graxos, e avaliar o ponto de fulgor de misturas de ésteres etílicos, que são constituintes principais de biodieseis, e etanol, presente em teores residuais. Os pontos de fulgor de ésteres etílicos, e também de misturas binárias destes ésteres com etanol foram determinados experimentalmente e a partir dos resultados foi proposto um modelo empírico para a predição do ponto de fulgor de biodieseis em função da sua composição e teor de etanol. Os diagramas de equilíbrio sólido-líquido de sistemas binários formados por ácidos + álcoois graxos ou formados por álcoois + álcoois graxos foram determinados experimentalmente através de calorimetria exploratória diferencial (DSC) com a intenção de melhor compreender as reações eutética, peritética e metatética que aparecem nos diagramas de equilíbrio tanto com taxas de aquecimento linear ou via o uso da ferramenta de stepscan DSC. Para complementar o estudo foram usadas técnicas de difração de Raios-X e microscopia óptica com controle de temperatura. O efeito da pressão sobre o equilíbrio sólido-líquido foi avaliado para misturas binárias de ésteres etílicos ou de álcoois graxos utilizando-se microscopia ótica acoplada a um aparato experimental que permite o aumento da pressão até 80 MPa. Foram utilizados os modelos termodinâmicos para coeficiente de atividade Margules 2 e 3-sufixos e NRTL para descrever a linha liquidus dos sistemas que apresentaram ponto peritético, e um modelo termodinâmico preditivo foi aplicado para modelar o ESL em função da pressão e, em ambos os casos, obteve-se um ajuste satisfatório em comparação aos dados experimentais / Abstract: The study on the physicochemical properties of fatty materials has acquired a growing importance, mainly due to the incentive of their use in energy and nutrition. The efficient production and use of fatty compounds requires a good knowledge of their properties and phase behavior that are necessary for development of processes, especially in production steps such as extraction and refining, but also during storage of the final products. Solid-liquid equilibrium data can be used to improve or propose new separation processes. Also the flash point is an important property that must be considered during storage, transportation and production of flammable compounds, such as biodiesel. This work aimed to study the solid-liquid equilibrium of binary mixtures consisting of fatty alcohols, fatty esters or fatty acids, and to evaluate the flash point of mixtures of ethyl esters, the major constituents of biodiesels, and ethanol, also present in biodiesel in residual levels. Flash points of ethyl esters, and also of the binary mixtures of ethyl esters with ethanol were determined experimentally. An empirical model for predicting the flash point of biodiesels as a function of composition and ethanol content was proposed. The solid-liquid phase diagrams of binary mixtures of fatty alcohol + fatty alcohol or fatty alcohols + fatty acid were determined experimentally by differential scanning calorimetry (DSC), using a linear heating rate, or by a stepscan DSC method, with the aim of investigating the occurrence of the eutectic, peritectic and metatectic reactions. X-ray diffraction and optical microscopy with temperature control techniques were applied to complement the understanding of the phase diagrams. The effect of pressure on the solid-liquid equilibrium was investigated for the binary mixtures of ethyl esters or fatty alcohols using an optical microscope coupled to a high pressure cell which allows the pressure increase up to 80 MPa. Margules 2 and 3-suffix and NRTL thermodynamic models were used for describing the liquidus line of the systems that presented peritectic point, and a predictive thermodynamic model was used to model the ESL function of pressure, which in both cases, gave a satisfactory fit compared to the experimental data / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos