Aplicação da técnica de Espectroscopia Raman para a Determinação do Teor de Biodiesel em Misturas BX.

Transcrição

1 Aplicação da técnica de Espectroscopia Raman para a Determinação do Teor de Biodiesel em Misturas BX. Jonas Motte Nogueira INT / LACOR

2 1º Motor a diesel Rudolph Diesel

3 Exposição Internacional de Paris 1º Motor a diesel

4 Rudolph Diesel

5 Rudolph Diesel Óleo de amendoim Óleo Diesel Convencional

6 Naquela época... Óleo de amendoim Óleo Diesel Convencional

7 Hoje em dia...

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9 Óleo de amendoim Viscosidade (40 C) 37,36 cst Óleo Diesel Convencional Viscosidade (40 C) 2,5 5,5 cst ~10 vezes

10 Óleo de amendoim Viscosidade (40 C) 37,36 cst Problemas de injeção de combustível. Queima incompleta (Formação de coque). Problemas a médio e longo prazo ~10 vezes Óleo Diesel Convencional Viscosidade (40 C) 2,5 5,5 cst

11 Transesterificação Pirólise (450 a 950 ºC) Diluição do óleo com diesel convencional Formação de microemulsões (metanol/etanol)

12 Transesterificação + Glicerol Triacilglicerol Éster + Viscosidade (40 C) 37,36 cst Etanol Metanol Ácido ou Básico Viscosidade (40 C) 2,5 5,5 cst

13 Óleo de amendoim Viscosidade (40 C) 37,36 cst Biodiesel Viscosidade (40 C) 2,5 5,5 cst Óleo Diesel Convencional Viscosidade (40 C) 2,5 5,5 cst

14 combustível composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa, produzido a partir da transesterificação de matérias graxas, de origem vegetal ou animal.

15 + de 350 oleaginosas Potencial produção de biodiesel

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17 No Brasil... FEV 2016

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19 MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO DIESEL MAIO 2016

20 MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO DIESEL MAIO 2016

21 Metodologia RAMAN

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23 Metodologia AMOSTRAS Biodiesel 100% soja (B100) Diesel tipo A (S10)

24 Metodologia

25 Metodologia 1360 a 1690 cm -1

26 Metodologia Outliers Distância Mahalanobis Modelo Mínimos Quadrados Parciais (PLS) 2ª Derivada Validação Validação Cruzada Total de amostras: 68 (B0 a B20) Calibração: 54 Predição: 14

27 Calibração Lab Data (%) Calculado (%) 1,0 1,28 2,0 2,01 3,0 2,75 4,0 3,85 5,0 4,96 6,0 5,96 7,0 6,92 8,0 8,09 9,0 9,19 10,0 10,04 11,0 11,00 12,0 12,01 13,0 12,88 14,0 13,93 15,0 14,88 16,0 16,15 17,0 16,75 18,0 18,15 19,0 18,98 20,0 20,11 Resultados

28 Resultados Parâmetro Raman ( cm -1 ) Variáveis Latentes 4 R 2 Calibração 0,999 RMSEC (%) 0,19 RMSECV (%) 0,25

29 Calibração Lab Data (%) Calculado (%) 1,0 1,28 2,0 2,01 3,0 2,75 4,0 3,85 5,0 4,96 6,0 5,96 7,0 6,92 8,0 8,09 9,0 9,19 10,0 10,04 11,0 11,00 12,0 12,01 13,0 12,88 14,0 13,93 15,0 14,88 16,0 16,15 17,0 16,75 18,0 18,15 19,0 18,98 20,0 20,11 Resultados Predição Lab Data (%) Calculado (%) 1,0 1,08 2,0 2,15 3,0 2,64 4,0 4,09 5,0 4,59 6,0 6,13 7,0 7,32 8,0 8,57 9,0 8,95 10,0 9,42 12,0 12,72 15,0 14,64 18,0 17,32 20,0 20,39 1º Workshop da RBIOCOMB

30 Resultados Parâmetro Raman ( cm -1 ) Variáveis Latentes 4 R 2 Calibração 0,999 RMSEC (%) 0,19 RMSECV (%) 0,25 Parâmetro Raman ( cm -1 ) R 2 Predição 0,997 RMSEP (%) 0,41

31 Resultados Parâmetro Raman ( cm -1 ) Variáveis Latentes 4 R 2 Calibração 0,999 RMSEC (%) 0,19 RMSECV (%) 0,25 Parâmetro Raman ( cm -1 ) R 2 Predição 0,997 RMSEP (%) 0,41 ASTM D 7371 Espectroscopia de Infravermelho Médio Repetibilidade 0,24 a 0,53% (B0 a B20) Reprodutividade 0,76 a 1,66% (B0 a B20)

32 Conclusões A técnica de espectroscopia Raman se mostrou uma potente ferramenta para auxiliar no monitoramento da qualidade do diesel, devido à sua rapidez, precisão, simplicidade e portabilidade. Neste trabalho, o método desenvolvido foi muito eficiente para a determinação do teor de biodiesel de soja em amostras de diesel tipo A. Foram obtidos excelentes valores de coeficiente de correlação para o método construído e os erros de calibração, validação e predição estão dentro dos valores aceitos pelo método adotado pela ANP (Norma ASTM 7371).

33 Referências FOTOS Paris: Amendoim: Diesel: Gif motor: Carro antigo: Nat Geo: Foto Definição: : Carro frutas: Soja: Mamona: Algodão: Amendoim: Babaçu: Dendê: Girasol: Canola: Sebo: Microalga: WFO: ANP: Biodieselbr:

34 Referências ARQUIVOS E ARTIGOS FISPQ Pretrobras - Diesel FISPQ Pretrobras Biodiesel Canha, N.; et all; Multivariate near infrared spectroscopy models for predicting the oxidative stability of biodiesel; effect of antioxidants addition (2012). Lira, L. F. B.; et al.; Infrared spectroscopy and multivariate calibration to monitor stability quality parameters of biodiesel (2010). Fonseca, F. S.; Espectrometria no Infravermelho Médio e Calibração Multivariada por PLS para quantificação de Biodiesel metílico e etílico de soja, milho e girassol em misturas com diesel. Tese de Mestrado (2011). ANP:

35 Agradecimentos