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Previous issue date: 2011-05-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The metals content in biodiesel is directly related with the raw material used and also with the
utilized biodiesel production method. In this work, an evaluation of the main metals present in
biodiesel samples from different sources was done. The qualitative analysis of the metal
content was assessed using the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry technique
after sample digestion in microwave oven. The main metals identified in the analyzed
biodiesel samples were Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Sr and Zn. Metals like Ag, As, Ba,
Cd, Co, Tl and V have not significant presence in the samples. Among these, Cu and Fe were
selected due to their relevance and importance in oxidative process of biodiesel, to the
development of an analytical methodology to be used in the determination by Electrothermal
Atomic Absorption Spectrometry, and also evaluate the effect of these metals over the
oxidative stability of the soy biodiesel. The samples were prepared with
tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and the pyrolysis and atomization temperatures
were optimized pyrolysis and atomization curves. The high pyrolysis temperature adopted,
1000 oC, certainly minimized potential interferences, but calibration had to be carried out with
aqueous standard solutions in the presence of the TMAH. The detection limits in the sample
(3s, n=10), were quite low 15 ng g-1 and 24 ng g-1 for Cu and Fe, respectively. Seven biodiesel
samples, produced from different raw materials, including vegetable seed, waste frying oil
and animal fat were analyzed. Accuracy was validated by applying the recovery test
(recoveries from 105% to 120%) and through comparison with the obtained results by High
Resolution Continuum Source Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry. The
precision, expressed by the relative standard deviation, was better than 3% for Cu and than
7% for Fe. Copper could be quantified in two and Fe in three of the seven samples. The
biodiesel sample from fodder turnip was especially rich in the analytes in comparison to the
other samples. The influence of metals Cu and Fe on soy biodiesel oxidative stability was
evaluated by Rancimat method through induction period, according with the Standard EN
14112. The metals Cu2+ and Fe3+ were added to the biodiesel samples in the form of theirs
salts, and different storage times of the samples were evaluated. Due to the catalytic
behaviour of these metals, the oxidative stability of the samples was affected, even under low
metal concentrations. Compared to Cu2+, the effect over the biodiesel stability was higher
when Fe3+ was added. / A presença de metais no biodiesel está diretamente relacionada com a matéria-prima utilizada
e também com o processo utilizado para a obtenção do biodiesel. Neste trabalho realizou-se
uma avaliação dos principais metais presentes em amostras de biodiesel provenientes de
diferentes fontes. A análise semi-quantitativa nas amostras de biodiesel foi realizada
utilizando a técnica de Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado após a
digestão das amostras em micro-ondas. Os principais metais identificados nas amostras de
biodiesel analisadas são Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Sr e Zn. Metais como Ag, As, Ba,
Cd, Co, Tl e V não estão presentes em concentrações significativas nessas amostras. Em
função de sua relevância e importância em processos oxidativos do biodiesel, selecionou-se
Cu e Fe para o desenvolvimento de uma metodologia analítica para a determinação destes por
Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização Eletrotérmica e também a avaliação
do efeito destes metais sobre a estabilidade oxidativa do biodiesel de soja. As amostras foram
preparadas com hidróxido de tetrametilamônio (TMAH), e as temperaturas de pirólise e
atomização foram otimizadas através de curvas de pirólise e atomização. A alta temperatura
de pirólise adotada, 1000 oC, certamente ajudou a minimizar possíveis interferências; porém,
a calibração teve de ser realizada com padrões aquosos na presença de TMAH. Os limites de
detecção (3s, n = 10), na amostra, foram baixos, 15 ng g-1 e 24 ng g-1 para Cu e Fe,
respectivamente. Sete amostras de biodiesel, produzidas de diferentes matérias-primas,
incluindo óleos vegetais, óleo de fritura e gordura animal foram analisadas. A exatidão foi
avaliada através do teste de recuperação (recuperações de 105% a 120%) e através da
comparação com os resultados obtidos por Espectrometria de Absorção Atômica de Alta
Resolução com Fonte Contínua e Atomização Eletrotérmica. A precisão, expressa pelo desvio
padrão relativo foi melhor que 3% para Cu e que 7% para Fe. Cobre pôde ser quantificado em
duas e Fe em três das sete amostras. A amostra de biodiesel proveniente do nabo forrageiro
era especialmente rica nos analitos comparada às outras amostras. A influência dos metais Cu
e Fe sobre a estabilidade oxidativa do biodiesel de soja foi avaliada pelo método Rancimat
através do período de indução, de acordo com a Norma EN 14112. Os metais Cu2+ e Fe3+
foram adicionados nas amostras de biodiesel na forma de seus sais, e foram avaliados
diferentes tempos de armazenamento das amostras. Devido ao efeito catalítico destes metais,
a estabilidade oxidativa das amostras analisadas foi reduzida mesmo na presença de baixas
concentrações dos metais. O efeito do Fe3+ sobre a estabilidade do biodiesel foi
significativamente maior quando comparado ao Cu2+.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/918 |
| Date | 16 May 2011 |
| Creators | Ghisi, Mirela |
| Contributors | Marques, Aldaléa Lopes Brandes, Maciel, Adeilton Pereira |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET, UFMA, BR, QUIMICA |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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