Eficiência de antioxidantes em biodiesel

Mestrado em Engenharia Química.Ramo optimização energética na indústria química

Um dos métodos mais comuns de inibição da oxidação lipídica é o recurso à adição de antioxidantes de origem natural ou sintética. O objectivo deste trabalho consistiu na avaliação da capacidade de diferentes compostos fenólicos (ácido sinápico, sinapato de metilo, sinapato de etilo, sinapato de propilo e sinapato de butilo) em inibir a auto-oxidação lipídica de um biodiesel. Antes de proceder a este estudo, foi analisada também a capacidade antioxidativa desses mesmos compostos relativamente ao ácido linoleico, por ser um éster de ácido gordo muito presente na matéria-prima utilizada para a produção do biodiesel. Esta avaliação foi realizada recorrendo à calorimetria de varrimento diferencial (DSC). Comparou-se a eficiência de vários antioxidantes no ácido linoleico e no biodiesel através de um método simples de determinação da temperatura de indução da oxidação (OIT). Os estudos de estabilidade termo-oxidativa foram realizados por DSC, em atmosfera de oxigénio, num intervalo de temperaturas compreendido entre os 25ºC e os 220ºC. O efeito que a concentração de antioxidante tem na estabilidade do ácido linoleico e do biodiesel foi também estudado. Os resultados obtidos mostraram, tanto para o ácido linoleico como para o biodiesel, que existe um aumento progressivo da estabilidade oxidativa quando se usa uma concentração de antioxidante no intervalo de 0 a 0,070M. Para concentrações superiores a 0,070 M até 0,10 M esse efeito embora seja visível não apresenta variações significativas. A capacidade de estabilização da termo-oxidação do ácido linoleico pelos diferentes antioxidantes em estudo é muito semelhante. O estudo comparativo da estabilização do ácido linoleico com o antioxidante de referência, o trolox, mostrou que este composto tem um poder de estabilização inferior a qualquer dos antioxidantes estudados. No estudo da estabilização do biodiesel os resultados parecem sugerir que o ácido sinápico é mais eficaz que os seus ésteres. Os resultados deste estudo demonstraram que a utilização de ácidos fenólicos, em especial o ácido sinápico e os seus ésteres alquílicos, constitui uma boa alternativa para a estabilização de matrizes lipídicas, nomeadamente de combustíveis como o biodiesel.

Lipid oxidation is certainly one of the most important alterations that affect both oils or fats and foods that contain them. The use of antioxidants permits a longer useful life of these products. The aim of this work was to evaluate the antioxidative capacity of different phenolic compounds (sinapic acid, methyl sinapate, ethyl sinapate, propyl sinapate and butyl sinapate) to inhibit lipid autoxidation of a biodiesel. Simultaneously, the antioxidative ability that these compounds have to inhibit linoleic acid, a model fatty acid ester frequently present in the raw materials used for biodiesel production, was also assessed. This study was performed using the differential scanning calorimetric (DSC) method. A simple method to compare the efficiency of several antioxidants and/or stabilising systems is the determination of the oxidation induction temperature (OIT). Thermo-oxidative stability studies were accomplished by DSC, using oxygen atmosphere, in a temperature interval between 25 º C and 220 º C. The effect of the antioxidant concentration on the linoleic acid and biodiesel stability was also assessed. For concentrations of antioxidant between 0 and 0,070M it is evident an increase of the oxidative stability both for linoleic acid and biodiesel, as shown by the consecutive increase of OIT. For concentrations in the interval 0,070 M to 0, 10 M any significant variation on the OIT was observed, although the stabilization effect is also obvious. All the antioxidants under study showed a similar ability to inhibit linoleic acid thermooxidation. A comparative study on the stability of the linoleic acid was also accomplished by using a reference antioxidant, trolox. The results showed that trolox is less effective in preventing linoleic acid oxidation than any of the phenolic antioxidants under study. The results obtained during the study of biodiesel seem to suggest that sinapic acid is more effective in promoting antioxidative stabilization than the esters. The results gathered during this study clearly demonstrated that the use of phenolic acids, especially sinapic acid and its alkyl esters, is a good option for the stabilization of lipid matrices, namely fuels such as biodiesel.