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http://hdl.handle.net/11624/371
Autor(es): | Mueller, Daniela |
Título: | Metodologia para identificação dos óleos vegetais utilizados como matéria-prima na produção de biodiesel por espectroscopia no infravermelho aplicando métodos multivariados de análise. |
Data do documento: | 2012 |
Resumo: | O objetivo principal deste estudo foi desenvolver uma metodologia para identificação dos óleos vegetais utilizados como matéria-prima na produção de biodiesel por espectroscopia no infravermelho aplicando métodos multivariados de análise. O trabalho foi desenvolvido em três etapas principais: identificação de óleos vegetais (soja, canola, girassol, arroz, azeite de oliva e milho) e óleos degomados (canola, girassol, soja, algodão, palma e milho) e identificação e classificação de diferentes amostras de biodiesel (canola, girassol, soja, algodão, palma e milho). Também foram avaliadas três amostras de B100 obtidos predominantemente a partir de óleo de soja. Foram empregadas técnicas de espectroscopia no infravermelho médio e próximo associados à análise multivariada, como a análise por componentes principais (PCA), análise por agrupamentos hierárquicos (HCA), análise por componentes principais por intervalo (iPCA) e modelagem independente e flexível por anologia de classe (SIMCA). A PCA, HCA e SIMCA foram realizadas através do programa computacional Pirouette 3.11 e a iPCA através do software Matlab 7.11.0. Para os óleos degomados foram ainda empregados dados obtidos em análise por cromatografia à gás utilizando um cromatógrafo Schimadzu GC - 2010 com detector GCMS ? QP 2010 Plus Gas Chromatograph Spectrometer. As amostras de óleos degomados e de biodiesel foram caracterizadas por análises através de métodos normatizados pela AOCS (American Oil Chemists Society) e EN (European Norm). Os espectros de infravermelho médio foram adquiridos no espectrofotômetro de infravermelho Perkin Elmer modelo Spectrum 400 com transformada de Fourier a partir de um acessório de reflectância atenuada universal (UATR-FTIR). Foi utilizado o intervalo entre 4000 a 650 cm-1, com resolução de 4 cm-1 e 32 varreduras. Os espectros de infravermelho próximo foram adquiridos no mesmo equipamento a partir de um acessório contendo esfera de integração e utilizando detector Indio-Galio-Arsênio (InGaAs). Foi utilizado o intervalo entre 10000 a 4000 cm-1, com resolução de 4 cm-1 e 32 varreduras. Os resultados obtidos indicam que é possível desenvolver uma metodologia para identificação de óleos vegetais e degomados utilizados como matéria-prima na produção de biodiesel por espectroscopia no infravermelho aplicando métodos multivariados de análise. Ressalta-se ainda que os resultados obtidos com as amostras de óleos degomados demonstraram que tanto no infravermelho médio como no infravermelho próximo, as amostras de palma e algodão se diferenciam das demais amostras, fato este justificado por possuírem maiores quantidades de ácidos graxos saturados em sua composição. Igualmente este aspecto foi observado nas amostras de biodiesel em ambos as faixas espectrais avaliadas. Ao comparar as amostras de óleos degomados e de biodiesel no infravermelho médio através da PCA, evidencia-se que a origem do óleo vegetal tem a mesma influência nas componentes principais nos correspondentes amostras de biodiesel. Ainda observou-se que a iPCA possibilitou localizar o melhor intervalo espectral para separação das amostras de biodiesel no infravermelho médio, e mediante a este resultado, a modelagem por SIMCA permitiu a classificação 100 % dos lotes de biodiesel de soja. |
Resumo em outro idioma: | The main objective of this study was to develop a methodology for identification of vegetable oils used as raw material in the production of biodiesel by infrared spectroscopy applying multivariate methods of analysis. The study was conducted in three main steps: identification of vegetable oils (soybean, canola, sunflower, rice, olive oil and corn) and degummed oils (canola, sunflower, soybean, cotton, palm and corn) and identification and classification of different samples of biodiesel (canola, sunflower, soybean, cotton, palm and corn). Three samples of B100 were also evaluated obtained predominantly from soy oil. Techniques were employed in mid-infrared spectroscopy and multivariate analysis associated with the next, such as principal component analysis (PCA), hierarchical cluster analysis (HCA), principal component analysis interval (iPCA) and for independent and flexible modeling of Anolog class (SIMCA). The PCA, HCA and SIMCA were performed using the computer program Pirouette 3.11 and iPCA through the Matlab 7.11.0. To degummed oils were also used data obtained from analysis by gas chromatography using a Shimadzu GC Schimadzu - detector GCMS 2010 - QP 2010 Plus Gas chromatograph Spectrometer. The samples degummed oils and biodiesel were characterized by analysis using methods standardized by the AOCS (American Oil Chemists Society) and EN (European Norm). The mid-infrared spectra were acquired on a Perkin Elmer infrared spectrophotometer model Spectrum 400 Fourier transform from a universal attenuated reflectance accessory (UATR-FTIR). We used the interval between 4000 to 650 cm-1, with a resolution of 4 cm-1 and 32 scans. The near-infrared spectra were acquired on the same equipment from an attachment containing the integrating sphere and detector using indium-gallium-arsenic (InGaAs). We used the interval between 10000 to 4000 cm-1, with a resolution of 4 cm-1 and 32 scans. The results indicate that it is possible to develop a methodology for identifying and degummed vegetable oils used as raw material in the production of biodiesel by infrared spectroscopy applying multivariate methods of analysis. It is noteworthy that the results obtained with the degummed oil samples showed that both mid-infrared and near infrared, the palm and cotton samples differ from other samples, a fact justified by a higher amount of saturated fatty acids in their composition. Also this aspect was observed in samples of biodiesel in both spectral ranges evaluated. By comparing samples of degummed oils and biodiesel in the mid-infrared through the PCA, 10 it is clear that the source of vegetable oil has the same influence on the major components in samples corresponding biodiesel. Although it was observed that the iPCA find the best possible spectral range for separation of samples of biodiesel in the mid-infrared, and by this result, the SIMCA modeling allowed us to 100% of the batches of biodiesel from soybeans. |
Nota: | Inclui bibliografia. |
Instituição: | Universidade de Santa Cruz do Sul |
Curso/Programa: | Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais |
Tipo de obra: | Dissertação de Mestrado |
Assunto: | Biodiesel Análise multivariada Espectroscopia de infravermelho Óleos vegetais |
Orientador(es): | Marder, Luciano |
Coorientador(es): | Ferrão, Marco Flôres |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Processos Industriais – Mestrado |
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