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Type: TESE
Title: Monitoring of biodiesel oxidative degradation by traditional analytical methods and mass spectrometry : Monitoramento da degradação oxidativa do biodiesel por métodos analíticos tradicionais e espectrometria de massas
Title Alternative: Monitoramento da degradação oxidativa do biodiesel por métodos analíticos tradicionais e espectrometria de massas
Author: Pereira, Gustavo das Graças, 1983-
Advisor: Barrera-Arellano, Daniel, 1953-
Arellano, Daniel Barrera, 1953-
Abstract: Resumo: A utilização do biodiesel na matriz energética brasileira apresenta diversas vantagens tecnológicas, ambientais e sociais. Entretanto, é importante salientar que esse biocombustível é menos estável ao armazenamento quando comparado ao diesel. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho consistiu em estudar o comportamento de oxidação do biodiesel utilizando métodos analíticos tradicionais, comumente aplicados em óleos e gorduras, assim como uma técnica inovadora, a espectrometria de massas ambiente com ionização por sonic-spray (EASI-MS). Inicialmente, amostras de biodiesel foram oxidadas e analisadas em diferentes intervalos de tempo empregando métodos tradicionais e a técnica EASI-MS. Dentre os métodos tradicionais, o índice de peróxido, que mede os compostos primários de oxidação, destacou-se como o principal parâmetro que se alterou durante o período de indução (PI) do biodiesel de soja oxidado em Rancimat a 110°C. Apenas a partir do PI, ocorreu efetivamente a formação dos compostos secundários. Esse comportamento foi evidenciado pelo aumento no índice de anisidina, compostos polares, acidez e viscosidade cinemática. A taxa de formação dos compostos de oxidação foi maior à medida que se elevou a temperatura, empregando-se as condições de temperatura ambiente, estufa a 60°C e Rancimat a 110°C. Além disso, o fim da estabilidade do biodiesel de soja em condições de armazenamento foi previsto utilizando uma equação exponencial obtida com os dados de testes acelerados em Rancimat. De acordo com os resultados obtidos com a técnica EASI-MS, foi possível identificar, a nível molecular, compostos secundários de oxidação, tais como os aldeídos e os dímeros. Estes compostos caracterizam amostras em estágios avançados de oxidação. Adicionalmente, a técnica EASI-MS mostrou-se eficiente em avaliar a oxidação do biodiesel de soja e soja/sebo (70/30) durante sua vida útil baseado no monitoramento do íon de m/z 349. Este íon corresponde ao principal hidroperóxido encontrado nessas amostras. Em conclusão, esse trabalho possibilitou verificar os principais parâmetros oxidativos e de qualidade que se alteram durante a oxidação do biodiesel, bem como demonstrou que o EASI-MS é uma ferramenta analítica simples e rápida que pode ser utilizada como uma técnica de screening da qualidade oxidativa do biodiesel

Abstract: The use of biodiesel in the Brazilian's energy matrix presents several technological, environmental, and social advantages. However, note that biodiesel is less stable to storage compared to diesel. In this context, the aim of this work was to study the oxidation behavior of biodiesel using traditional analytical methods normally applied to oils and fats as well as an innovative technique, the Easy Ambient Sonic-spray Ionization Mass Spectrometry (EASI-MS). Initially, biodiesel samples were oxidized and analyzed at different time intervals using traditional methods and EASI-MS. Among the traditional methods, the peroxide value, which measures the primary oxidation products, was the major parameter that changed during the induction period (IP) of soybean biodiesel samples oxidized in Rancimat at 110°C. The formation of the secondary oxidation products occurred primarily after the IP, which was evidenced by the increase in the anisidine value, polar compounds, acidity, and kinematic viscosity. The rate of formation of the oxidation products was higher as the assay temperature increased, using samples at room conditions, oven at 60°C, and Rancimat at 110°C. Additionally, the end of soybean biodiesel stability at room temperature was predicted using an exponential model fitted to data obtained in accelerated oxidation experiments. According to results obtained by EASI-MS, it was possible to identified secondary oxidation products at the molecular level, such as aldehydes and dimers. These products characterize biodiesel samples in advanced stages of oxidation. Additionally, EASI-MS was shown to be efficient to evaluate the oxidation of soybean and soybean/beef tallow (70/30) biodiesel samples during its shelf-life based on the evolution of the ion of m/z 349. This ion corresponds to the major hydroperoxide formed at those biodiesel samples. In conclusion, the main parameters that change during the oxidation of biodiesel were verified in this study. Additionally, it was also demonstrated that EASI-MS is a simple and fast analytical tool able to be used as a screening technique to evaluate the oxidative quality of biodiesel
Subject: Biodiesel
Oxidação
Espectrometria de massas ambiente
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEA - Dissertação e Tese

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