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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6444| Tipo: | Tese |
| Título: | PREPARO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DO BIODIESEL METÍLICO OBTIDO A PARTIR DO ÓLEO EXTRAÍDO DOS RESÍDUOS DO PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DE FILETAGEM DE TILÁPIA DO NILO (Oreochromis niloticus) |
| Autor(es): | Marcio José Rodrigues Amorim |
| Primeiro orientador: | Lincoln Carlos Silva de Oliveira |
| Resumo: | A matéria-prima mais utilizada entre os recursos energéticos é o petróleo. Por ser uma fonte finita, há grandes preocupações em substituí-lo, não apenas por questões de escassez nas próximas décadas, mas principalmente pelos impactos ambientais causados por seus derivados. Vale mencionar que as frações obtidas da destilação do petróleo e suas respectivas combustões vêm contribuindo com mudanças climáticas causadas, sobretudo, pelas emissões de gases do efeito estufa. No contexto atual, o desenvolvimento científico e tecnológico busca novas tecnologias para que as mudanças nas matrizes energéticas possam ser pautadas em uma economia sustentável. Uma das possibilidades é a utilização de fontes renováveis na produção de biocombustíveis, visando a substituição dos derivados de petróleo, como, por exemplo, a produção do biodiesel a partir do óleo de tilápia. O biodiesel, quando utilizado em motores, reduz a emissão de gases do efeito estufa, a emissão de material particulado em 50% e a emissão de enxofre em 98%, comparado com o diesel obtido do petróleo. Os principais objetivos do trabalho foram a obtenção do óleo de tilápia bruto obtido a partir da cocção de carcaças, obtenção de biodieseis a partir de óleos de tilápia via reação de transesterificação metílica e catálise básica, determinação dos parâmetros físico-químicos dos óleos e dos biodieseis da carcaça de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), caracterização da composição química dos óleos e dos biodieseis por meio das técnicas de Cromatografia Gasosa com Detector por Ionização de Chama (CG-FID), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio 1H (RMN) e avaliação do comportamento térmico dos óleos e dos biodieseis empregando as técnicas de Termogravimetria/Termogravimetria Derivada (TG/DTG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Após a obtenção, o óleo passou por vários processos de purificação (degomagem, neutralização, lavagem e secagem). Depois da purificação, determinou-se o índice de acidez, índice de iodo, índice de peróxido, índice de saponificação, densidade, teor de água, estabilidade oxidativa a 110ºC e perfil lipídico para determinação da estequiometria da reação entre o óleo de tilápia e o metanol. Com o objetivo de melhorar a estabilidade térmica do biodiesel metílico, após os processos de purificação, foi adicionado 500 mg L-1 de extrato alcoólico de curcumina como antioxidante natural. Utilizando as técnicas de ressonância magnética nuclear, espectroscopia de infravermelho e cromatografia em fase gasosa, confirmou-se a conversão dos triglicerídeos presentes no óleo de tilápia em ésteres metílicos. Com os estudos termoanalíticos obteve-se o perfil térmico das amostras de óleo e biodiesel e verificou-se através da calorimetria exploratória diferencial (DSC) que as fusões e cristalizações acontecem em duas etapas, devido a presença de ésteres saturados e insaturados. Verificou-se através da Termogravimetria (TG/DTG) que a decomposição térmica do óleo acontece em uma única etapa, em atmosfera de N2, e em três etapas, para atmosfera de ar sintético. Para o biodiesel metílico, a decomposição térmica ocorre em uma única etapa, tanto em atmosfera de N2 quanto em atmosfera de ar sintético. Os resultados experimentais de conversão do óleo de tilápia em biodiesel metílico foram satisfatórios. Através dos parâmetros físico-químicos, e das técnicas de caracterização pode-se concluir que o óleo de tilápia é uma fonte promissora na produção de biodiesel metílico, porém se faz necessário, trabalhar com diferentes concentrações do extrato alcoólico de curcumina com o objetivo de analisar alterações no tempo de estabilidade oxidativa. Também pode-se concluir que não houve mudanças significativas no tempo de estabilidade oxidativa entre as amostras de óleo e biodiesel, e que se faz necessário reduzir o teor de água tanto nas amostras de óleo quanto nas amostras de biodiesel, evitando possíveis oxidações e melhorando a qualidade do biodiesel produzido. |
| Abstract: | The most commonly used raw material among energy resources is petroleum. Due to its finite nature, there are significant concerns about replacing it, not only due to scarcity issues in the coming decades but primarily due to the environmental impacts caused by its derivatives. It is worth mentioning that the fractions obtained from petroleum distillation and their respective combustion have been contributing to climate change primarily through greenhouse gas emissions. In the current context, scientific and technological development is seeking new technologies to ensure that changes in energy matrices are based on sustainable economies. One possibility is the use of renewable sources in the production of biofuels, aiming to replace petroleum derivatives. For example, biodiesel production from tilapia oil. Biodiesel, when used in engines, reduces greenhouse gas emissions, particulate matter emissions by 50%, and sulfur emissions by 98% compared to petroleum-derived diesel. The main objectives of this study were to obtain raw tilapia oil from carcass cooking, produce biodiesel from tilapia oil through methylation transesterification reaction and basic catalysis, determine the physicochemical parameters of the oils and biodiesels obtained from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) carcasses, characterize the chemical composition of the oils and biodiesels using Gas Chromatography with Flame Ionization Detector (GC-FID), Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), and 1H Nuclear Magnetic Resonance (NMR), and evaluate the thermal behavior of the oils and biodiesels using Thermogravimetry/Derivative Thermogravimetry (TG/DTG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) techniques. After obtaining the oil, it underwent several purification processes (degumming, neutralization, washing, and drying). After purification, the acidity index, iodine index, peroxide index, saponification index, density, water content, oxidative stability at 110°C, and lipid profile were determined to establish the stoichiometry of the reaction between tilapia oil and methanol. In order to improve the thermal stability of methyl biodiesel, after the purification processes, 500 mg L-1 of alcoholic curcumin extract was added as a natural antioxidant. Through nuclear magnetic resonance, infrared spectroscopy, and gas chromatography techniques, the conversion of triglycerides present in tilapia oil into methyl esters was confirmed. Thermal analysis studies provided the thermal profile of the oil and biodiesel samples, and differential scanning calorimetry (DSC) revealed that melting and crystallization occur in two stages due to the presence of saturated and unsaturated esters. Thermogravimetry (TG/DTG) showed that the thermal decomposition of the oil occurs in a single step in a nitrogen atmosphere and in three steps in a synthetic air atmosphere. For methyl biodiesel, thermal decomposition occurs in a single step in both nitrogen and synthetic air atmospheres. The experimental results of tilapia oil conversion into methyl biodiesel were satisfactory. Based on the physicochemical parameters and characterization techniques, it can be concluded that tilapia oil is a promising source for the production of methyl biodiesel. However, it is necessary to work with different concentrations of alcoholic curcumin extract to analyze changes in oxidative stability time. It can also be concluded that there were no significant changes in the oxidative stability time between the oil and biodiesel samples and that it is necessary to reduce the water content in both the oil and biodiesel samples to prevent possible oxidation and improve the quality of the biodiesel produced. |
| Palavras-chave: | Óleo de tilápia, biodiesel, aquicultura, curcumina, análise térmica |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Restrito |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6444 |
| Data do documento: | 2023 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Química |
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