Autor(es): Borlido, Bárbara
Data: 2011
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.22/2513
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Assunto(s): Autoxidação; Antioxidantes; Galhato de Propilo; Galhato de Etilo; Ácido Gálhico; Autoxidation; Antioxidants; Propyl Gallate; Ethyl Gallate; Gallic Acid
Nas últimas décadas, devido ao desenvolvimento económico, e a uma necessidade constante de gerir os recursos energéticos, existe uma necessidade de procurar novas fontes de energia, em particular fontes de energia renováveis. O biodiesel surge assim como uma energia alternativa ao combustível fóssil. Este biocombustível tem ganho uma importância significativa na sociedade moderna. Quimicamente o biodiesel é constituído por ésteres metílicos de ácidos gordos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais ou gorduras animais. O principal problema que este enfrenta é a sua susceptibilidade à oxidação, devido ao seu conteúdo de ácidos gordos insaturados, logo existe uma procura constante de soluções que possam solucionar este problema. É necessária a identificação de técnicas e métodos para retardar a seu envelhecimento ao longo do tempo. O objectivo deste trabalho consiste no estudo da estabilidade do biodiesel ao longo do tempo, quando armazenado a diferentes condições de temperatura, superiores às normalmente suportadas pelo biodiesel durante o armazenamento, de modo a acelerar o processo de degradação. As amostras de biodiesel foram sujeitas a duas temperaturas. Uma amostra de biodiesel não estabilizado foi colocada a uma temperatura entre 40 e 50ºC ao longo de 203 dias, e uma outra amostra foi colocada a uma temperatura entre 95º e 105ºC ao longo de 146 dias. Realizaram-se ensaios semanais de modo registar a evolução do envelhecimento do biodiesel. As análises foram efectuadas por espectrofotometria de ultravioleta e visível (UV-VIS) e por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR). No UV-VIS foi possível observar que o aumento de temperatura foi responsável pela aceleração da oxidação do biodiesel que resulta num aumento generalizado da absorvância do biodiesel. Através das análises efectuadas no FTIR verificou-se a formação e aumento da banda dos hidroperóxidos (grupo ROOH) localizada entre 3000 e 3600 cm-1 nos espectros, e igualmente um alargamento na banda dos carbonilos (grupo C=O) entre 1500 e 1900 cm-1. Numa fase posterior testaram-se antioxidantes para retardar o envelhecimento do biodiesel. Os ensaios foram efectuados a uma temperatura entre 95º e 105ºC. Os antioxidantes utilizados foram o galhato de propilo (PG), o galhato de etilo (EG) e o ácido gálhico (AG). Recorreu-se a técnicas como o UV-VIS e o FTIR para o registo dos espectros do biodiesel ao longo do tempo. Através destas técnicas foi possível verificar a influência de antioxidantes na estabilidade oxidativa do biodiesel. O PG foi o antioxidante que melhor desempenho mostrou no retardamento da oxidação do biodiesel e a técnica que melhor permitiu analisar a acção dos antioxidantes foi o UVVIS. Os resultados obtidos por FTIR não se mostraram tão conclusivos. Para caracterizar o envelhecimento do biodiesel não estabilizado e estabilizado utilizou-se também a cromatografia gasosa (CG) para quantificar a percentagem de ésteres metílicos presentes nas diferentes amostras no inicio e no fim do processo de oxidação. O biodiesel envelheceu mais rapidamente para temperaturas mais elevadas e comprovou-se que o antioxidante que melhor estabiliza o biodiesel é o PG.
In the recent decades, due to the economic development and a constant need to manage energy resources, there is a need to seek new sources of energy, particularly renewable energy sources. Biodiesel comes as an alternative energy to fossil fuel. The biofuel has gained significant importance in modern society. Biodiesel is chemically composed of methyl esters of along chain fatty acids derived from vegetable oils and animal fats. The main problem it faces is its susceptibility to oxidation, due to its content of unsaturated fatty acids, so there is a constant search for solutions that can solve this problem. It is necessary to identify techniques and methods to slow its oxidation. The aim of this work is to study the stability of biodiesel over time when stored at different temperatures, higher than those normally borne by the biodiesel during storage, in order to accelerate the degradation process. The biodiesel samples were subjected to two temperatures. A sample of biodiesel not stabilized at a temperature between 40 and 50ºC over 203 days and another sample of biodiesel was exposed to a temperature between 95º and 105ºC over 146 days. Assays were performed weekly in order to register the evolution of biodiesel aging. Analyses were performed in the spectrophotometer of visible and ultraviolet (UV-VIS) and in the infrared spectroscopy (FTIR). Through UV-VIS was observed that increase in temperature was responsible for accelerating the oxidation of biodiesel resulting in a overall increase of the absorbance of biodiesel. Through the analysis carried out in FTIR there was an emergence and a formation of a band of hydroperoxides (group ROOH) located between 3000 and 3600 cm-1 in the spectra, and also a stretch in the band of carbonyl (group C=O) between 1500 and 1900 cm-1 which indicates the oxidation of biodiesel. At a later stage it was tested antioxidants to slow the aging of biodiesel. The tests were conducted at a temperature between 95º e 105ºC. The antioxidants used were propyl gallate (PG), ethyl gallate (EG) and gallic acid (AG). Techniques such as UV-VIS and FTIR spectra were used for the registration of biodiesel over time. Through these techniques it was possible to verify the influence of natural and synthetic antioxidants on the oxidative stability of biodiesel. PG was the antioxidant that shows better performance in slowing down the oxidation of biodiesel and the technique that best allowed analyzing the action of antioxidants was the UV-VIS. The results obtained by FTIR were not conclusive. To characterize the aging of not stabilized and stabilized biodiesel was also used gas chromatography (GC) to quantify the percentage of methyl esters present in the different samples at the beginning and end of the oxidation process. Biodiesel has aged more rapidly for higher temperatures and show that the best antioxidant that stabilizes the biodiesel is PG.
