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TESE - Vitoria Regina Bispo Soares - VERSÃO DEFINITIVA.pdf: 1523926 bytes, checksum: 3a9f38aaba1acc7f058996d689674f7a (MD5) / Capes / Os combustíveis automotivos exigem controle de qualidade para garantir a melhor
utilização de energia com mínima poluição ambiental. Características dos
combustíveis podem ser modificadas pelo transporte, armazenamento e manuseio
inadequados, bem como adulteração. O monitoramento contínuo é de suma
importância para reduzir tais irregularidades, exigindo, portanto, métodos analíticos
confiáveis, que devem ser simples, rápidos, minimizando o consumo de reagentes
e geração de resíduos. Nesse sentido, os sistemas em fluxo podem contribuir por
meio de manipulação automatizada de amostras e reagentes em sistemas
fechados em condições reprodutíveis. O metanol e o glicerol são, respectivamente,
reagente e coproduto da transesterificação, processo mais comum de obtenção de
biodiesel. O excesso de metanol no biodiesel pode provocar corrosão de partes
metálicas do motor, aumento do número de cetanos, além de poder modificar o
ponto de fulgor do biodiesel. Já o alto teor de glicerol pode provocar problemas de
armazenamento, danos ao motor, formação de depósitos, entupimentos dos bicos
injetores e sua combustão pode gerar problemas ambientais. No presente
trabalho, foram realizadas duas propostas de sistemas em linha para contribuir
com o controle de qualidade de biodiesel. Um módulo foi desenvolvido para
preparo de amostra em linha explorando extração líquido-líquido de etanol em
biodiesel em meio aquoso. E, um segundo módulo foi elaborado para
determinação de metanol e glicerol total em amostras de biodiesel. A extração
líquido-líquido foi realizada em uma câmara de vidro acoplada às linhas de fluxo e
o gerenciamento das soluções foi promovido por computador e válvulas solenóides
de três vias. A eficiência da extração foi avaliada juntamente com parâmetros
como número de extrações, tempo de agitação da mistura, fracionamento do
volume da amostra e substituição da solução extratora por solução salina. É
possível explorar o potencial do módulo construído para extrações líquido-líquido
envolvendo matrizes semelhantes ao biodiesel e analitos com características
semelhantes às do etanol. Também é possível empregar o módulo desenvolvido
para estratégias de pré-concentração do analito no meio extrator a partir da injeção
de novas alíquotas de amostra na câmara de extração. Dessa forma, todas as
etapas da extração líquido-líquido podem ser mecanizadas, reduzindo a
manipulação humana. A segunda etapa do trabalho consistiu na construção de um
módulo para determinação simultânea de metanol e glicerol total em amostras de
biodiesel empregando 1,2-naftoquinona-4-sulfonato de sódio (NQS) e detecção
espectrofotométrica (453 nm). Não foram obtidas figuras de mérito satisfatórias
para determinação de metanol na amostra em estudo. Para determinação de
glicerol total, empregou-se um diagrama FIA com injetor comutador e solução
carregadora de NaOH em meio aquoso (0,003 mol L-1), 300 µL de solução de
glicerol e reagente NQS (7,5 x 10-3 mol L-1) cada. O comprimento da bobina era
100 cm, vazão do carregador de 3,90 mL min-1 e pH do meio em 12. A faixa linear
obtida foi de 0,15 a 1,00 % v/v em glicerol, quando pré-concentração do analito
não foi realizada. Os resultados encontrados através do método proposto
concordaram com os resultados do método de referência ao nível de confiança de
95% e estiveram no intervalo de média robusta ± 3s. Diferentes amostras de
biodiesel foram analisadas após procedimento de pré-concentração pelo método
proposto e o teor de glicerol encontrado variou de (0,059 ± 0,005) a (0,240 ±
0,005) % (m/m). / Automotive fuels require quality control to ensure the best use of energy with
minimal environmental pollution. Fuel characteristics can be modified by unsuitable
transportation, storage and handling as well as adulteration. The continuous
monitoring is extremely important to reduce such irregularities, requiring, therefore
reliable analytical methods, which must be simple, fast, minimizing reagent
consumption and waste generation. In this sense, flow systems can contribute
through automated handling of samples and reagents in closed systems under
reproducible conditions. Methanol and glycerol are, respectively, reagent and
coproduct of transesterification, the most common process for biodiesel obtaining.
The excess of methanol in biodiesel can cause corrosion of metal parts of the
engine, increase of the cetane number, and it can modify the flash point of
biodiesel. The high content of glycerol can cause storage problems, engine
damage, formation of deposits, clogging of nozzles and its combustion can
generate environmental problems. In this work, two proposals of flow systems were
performed to contribute to the biodiesel quality control. A module was developed for
on-line sample preparation by exploring liquid-liquid ethanol extraction from
biodiesel in aqueous medium. Besides, a second module was developed for
determination of methanol and total glycerol in biodiesel samples. The liquid-liquid
extraction was performed in a glass chamber coupled with the flow lines and the
management of the solutions was performed by a computer and three-way solenoid
valves. The extraction efficiency was evaluated along with parameters such as
number of extractions, time of mixture stirring, fractioning of the sample volume and
replacement of the extraction solution by saline solution. It´s possible to explore the
potential of the built module for liquid-liquid extractions involving matrices similar to
biodiesel and analytes with characteristics similar to ethanol ones. It’s also possible
to employ the developed module for strategies of analyte pre-concentration in the
extractor by injection of new aliquots of the sample through the extraction chamber.
Thus, all stages of liquid-liquid extraction can be mechanized resulting in an human
manipulation reduction. The second stage of the work consisted in building a
module for simultaneous determination of methanol and total glycerol in biodiesel
samples
by
using
sodium
1,2-naphthoquinone-4-sulfonate
(NQS)
and
spectrophotometric detection (453 nm). No satisfactory figures of merit were
obtained for determination of methanol in the target sample. For total glycerol
determination, it was employed a FIA diagram with switch injector and NaOH
aqueous solution (0,003 mol L-1) as carrier, 300 µL of a glycerol solution and
reagent NQS (7.5 x 10-3 mol L-1) each of them. The coil length was 100 cm, the
carrier flow of 3.90 ml min-1 and medium pH of 12. The linear range obtained was
between 0.15 to 1.00% v/v in glycerol when pre-concentration of the analyte was
not performed. The obtained results through the proposed method agreed with the
results of the reference method at a confidence level of 95% and they were in the
range of robust mean ± 3s. Different biodiesel samples were analyzed by the
proposed method after pre-concentration and the glycerol content found varied
from (0.059 ± 0.005) to (0.240 ± 0.005) % (m/m
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19140 |
| Date | 23 September 2014 |
| Creators | Soares, Vitória Regina Bispo |
| Contributors | Teixeira, Leonardo Sena Gomes, Mascarenhas, Arthur José Santos, Korn, Mauro, Reis, Boaventura Freire, Raimundo Junior, Ivo Milton |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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