ESTUDO DA VISCOSIDADE DO ÓLEO DE MAMONA PARA TEMPERATURAS NA FAIXA DE 20 A 80 C

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Mauro Sales Barroso
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1 ESTUDO DA VISCOSIDADE DO ÓLEO DE MAMONA PARA TEMPERATURAS NA FAIXA DE 20 A 80 C RESUMO Ticiana Leite Costa 1 Maria Elita Martins Duarte 2 Napoleão Esberard Beltrão 3 Liv Soares Severino 3 Francisco Jardel Rodriques da Paixão 1 Dyalla Ribeiro 4 Desenvolveu-se este trabalho com o objetivo determinar a viscosidade do óleo de mamona bruto, da cultivar BRS-188 Paraguaçu em diferentes faixas de temperaturas: 20ºC, 40ºC, 60ºC e 80ºC. A viscosidade foi determinada através de um viscosimetro de esfera com temperaturas controladas por um banho termostatizado. Com o aumento da temperatura a viscosidade do óleo de mamona decresceu, variando de 992 a 25,60 mpa.s. Verificou-se ainda que o modelo exponencial µ= A e b/t, proposto por Andrade apresentou bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%. Palavras-chave: Viscosidade, óleo de mamona, BRS-188 Paraguaçu 1 INTRODUÇÃO O óleo da mamona tem inúmeras aplicações. Ele pode ser usado na fabricação de tintas e isolantes, serve como lubrificante na aeronáutica, base na manufatura de cosméticos, drogas farmacêuticas e em vários processos industriais. É um óleo bastante estável em variadas condições de pressão e temperatura (COSTA E RAMOS, 2004). Ao contrário de outros óleos vegetais, permite larga faixa de condições de temperatura, que perdem viscosidade em altas temperaturas e se solidificam em baixas temperaturas, possuindo também estabilidade a oxidação (SAVY FILHO et al., 1999). Não muda as suas características em variações bruscas de temperatura, razão do seu imprescindível emprego na 1-Mestranda em Eng. Agrícola, UFCG/COPEAg,, Campina Grande, PB, ticianaleitecosta@yahoo.com.br; fcojardel@gmail.com 2 Prof a. Doutora, CCT/UFCG, Campina Grande, PB. elita@deag.ufcg.edu.br 3 Pesquisador Dr. da Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, , nbeltrao@cnpa.embrapa.br, liv@cnpa.embrapa.br 4-Tecnóloga de Alimentos, Instituto Centro de Ensino Tecnológico do Ceará, CENTEC. , dyalla_ribeiro@hotmail.com. 552

2 aviação (CARVALHO, 1991). Produz biolubrificantes altamente resistentes, com melhores características do que os derivados do petróleo, podendo os veículos ultrapassar a faixa dos km sem troca do óleo (BELTRÃO, 2003). A lubricidade é uma medida do poder de lubrificação de uma substância, sendo uma função de várias de suas propriedades físicas, destacando a viscosidade e a densidade. Tais propriedades exercem grande influência na circulação e injeção do combustível (PARENTE, 2003). Diante do exposto este trabalho teve como objetivo determinar a viscosidade de óleo de mamona bruto, cultivar BRS-188 Paraguaçu, nas temperaturas de 20,40,60 e 80 C. 2 MATERIAL E MÉTODOS Obtenção das amostras: Para a obtenção da amostra foram utilizadas sementes da variedade BRS-188 Paraguaçu, fornecidas pelo Centro Nacional de Pesquisa do Algodão (CNPA/EMBRAPA). As sementes foram beneficiadas pelo método de extração por prensagem a frio, com o uso de uma prensa hidráulica manual adaptada, desenvolvida pela Embrapa Algodão para esse fim. Caracterização quimica das amostras: Para a caracterização química do óleo de mamona foram feitas análises de índice de acidez, peróxido, refração, saponificação e iodo conforme metodologia do INSTITUTO ADOLFO LUTZ (1976). Nos quais os resultados estão na Tabela 1: Tabela 1: Caracteristicas químicas da amostra do óleo de mamona da variedade BRS-188 Paraguaçu, Campina Grande, PB. Determinações Oleo de mamona Indice de Acidez ( mgkoh/g óleo) 0,254 Indice de Peroxido meq/1000g 0,10 Indice de Refração 1,474 Indice de Saponificação ( mgkoh/g óleo) Indice de Iodo ( g iodo /100g óleo) 91-99,55 Obtenção das densidades: Para cada temperatura estudada foram determinadas as densidades do óleo de mamona pelo método do picnômetro e relação entre massa e volume do líquido, em determinada temperatura 553

3 Obtenção das viscosidades: Para a determinação da viscosidade utilizou-se o viscosímetro de esferas tipo B3, instrumento equipado com termômetros e um jogo de esferas de diferentes diâmetros e feitas de diferentes materiais. Este equipamento consiste de dois cilindros concêntricos sobre uma base de metal. Este conjunto está inclinado a 10 da vertical e possui três marcas, cuja distância de medição percorrida pela esfera é de 50mm, entre as marcas anulares A e B e de 100mm entre as marcas A e C. A esfera desliza em queda através do fluido (amostra) colocado no cilindro interno enquanto que no cilindro externo, circula a água, que é o liquido oriundo do banho termostatizado, permitindo a obtenção da temperatura desejada. Quando a temperatura desejada é atingida pela amostra contida no cilindro interno, larga-se a esfera e mede-se, com um cronômetro, o intervalo de tempo, Δt, gasto para a esfera percorrer a distância ΔL. A esfera utilizada para a obtenção das temperaturas de 20ºC, 40ºC e 60ºC, possui massa, m= 16,067g; massa especifica, ρ= 8,14 g.cm -3 ; constante, K= 0,132 mpa.cm -3 e diâmetro, D= 15,560mm. Para a temperatura de 80ºC usou-se uma esfera com massa m = 4,4570g, massa especifica, ρ= 2,228g.cm -3 ; constante de bola, K= 0, mpa.cm -3 e diâmetro, D= 15,630mm. Para a determinação da viscosidade aplicou-se a Equação 1. μ=k (ρ2 ρ1) Δt (1), onde: μ = viscosidade, mpa.s; k = constante da bola, m.pa.cm -3 ; ρ2 = massa específica da bola, g.cm -3 ; ρ1 = massa específica da amostra, g. cm -3 ; Δt = tempo de queda, s. Para a obtenção do ajuste da curva, trabalhou-se com a equação de Andrade (Equação 2), citado por CASTRO (2002). Nesta equação os parâmetros estimados, A e B, dependem apenas da temperatura e viscosidade. μ= A. e B/T (2), onde: μ = viscosidade, m.pa.s; A e B = constantes dependentes da natureza do fluido; T= temperatura (ºC). Utilizando-se o programa estatístico Assistat Versão 7.0 (SILVA, 1986) foi feita uma análise de variância e o teste de comparação de médias conforme delineamento inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos (temperaturas de 20, 40, 60, e 80ºC) e seis repetições. Para o obtenção da curva utilizou-se o programa STATISTICA Versão RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados da análise estatística encontram-se nas Tabelas 2 e Tabela 3. Pela a análise das médias percebe-se que a densidade do óleo de mamona, variedade BRS-188 Paraguaçu não apresentou diferenças significativas com o aumento da temperatura. Verifica-se, pela análise destas tabelas que as viscosidades tendem a sofrer um decréscimo com a elevação das temperaturas, variando inversamente com a temperatura, ou 554

4 seja a elevação da temperatura ocasiona a redução na viscosidade.a viscosidade foi obtida conforme a Equação 1 e para o ajuste dos dados experimentais da viscosidade testou-se o modelo exponencial proposto por Andrade para o qual obteve-se um bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%. Tabela 2: Análise de variância do tempo de queda da esfera, densidade do óleo de mamona e viscosidade, em quatro temperaturas: 20, 40, 60 e 80ºC, Campina Grande, PB. FV GL Densidade QUADRADO MÉDIO Viscosidade Variedade 3 0,00003 ns ,22** Resíduo 20 0, ,501 Total 23 CV (%) 0, ,14901 ** Significativo a 1% de probabilidade ns Não significativo Tabela 3: Valores médios da viscosidade do óleo de mamona, do tempo de queda da esfera, viscosidade e densidade nas temperaturas: 20, 40, 60 e 80ºC, Campina Grande, PB. Temperaturas ( C) Densidade (g.cm -3 ) Viscosidade (mpa.s) 20 0,964 a 992,008 a 40 0,9643 a 194,376 b 60 0,9650 a 67,153 c 80 0,9693a 25,606 d MG 0, ,7862 DMS 0, ,94023 Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Na Figura 1 saõ apresentados os dados de viscosidade em funçaõ da Temperatura para o óleo de mamona bruto, da cultivar BRS-188 Paraguaçu, e curva de ajuste segundo o modelo proposto por andrade. 555

5 Figura 1: Curva de ajuste dos dados experimentais da viscosidade em função da temperatura. 4 CONCLUSÕES A viscosidade apresentou comportamento decrescente com a elevação das temperaturas. Estes valores foram: 992 m.pa.s, 194.3m.Pa.s, 67.1m.Pa.s e 25.6m.Pa.s para as temperaturas de 20, 40, 60 e 80 C respectivamente. O modelo exponencial µ= A e b/t apresentou bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BELTRÃO, N.E. de M. Informações sobre o biodiesel, em especial feito com o óleo de mamona. Campina Grande: Embrapa Algodão, p. (Embrapa Algodão. Comunicado Técnico, 177). CNPA CARVALHO, L.O. de. Cultura da mamoneira (Ricinus communis L.). São Paulo: CATI, p. FOL3650. CASTRO, A. de A.; BRAGA, M.E.D.; MATA, M.E.R.M. Comportamento reológico do azeite de coco babaçu em diferentes temperaturas. Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas, v.6,n.1,p ,2002. COSTA, Helson M. da, RAMOS, Valéria D., ABRANTES, Thomas A. S. et al. Effects from the castor oil on silica-filled natural rubber compounds. Polímeros, Jan./Mar. 2004, vol.14, no.1, p ISSN INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz: métodos químicos e físicos para análises de alimentos. São Paulo V.1, p , , 556

6 PARENTE, E. J. de SANTOS JUNIOR. J. N BASTOS. J.A PARENTE JUNIOR. E. J De. S. BIODIESEL: Uma Aventura Tecnológica num País Engraçado. Fortaleza, Tecbio p. SAVY FILHO, A.; BANZATTO, N.V.; BARBOZA, M.Z. et al. Mamona. In: Coordenadoria de Assistência Técnica Integral - CATI Oleaginosas no Estado de São Paulo: análise e diagnóstico. Campinas SP: p., p.29-39, (CATI - Documento técnico,107). SILVA, F.A. S. The ASSISTAT software: statical assistance. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTERS IN AGRICULTURE, 6, Cancun, Anais cancun American society of agricultural engineers,1986. p

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