Publicação: 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
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Resumo
A maior parte da energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás
natural. Essas fontes são limitadas, portanto, fontes alternativas são necessárias e a busca de tais
fontes é de suma importância. Os óleos vegetais têm sido apontados como prováveis substituintes
ao óleo diesel desde o início do século passado por possuírem características físico-químicas
próximas ou passíveis de adequação ao motor diesel. Eles podem ser utilizados nos motores
diesel com ou sem processamento. A partir 01 de Janeiro de 2010 ficou estabelecida a adição de
5% de Biodiesel ao Diesel brasileiro. A transformação do óleo vegetal em biodiesel visa apenas
uma melhor adaptação ao motor. A cadeia produtiva brasileira de biodiesel atualmente não possui
regulamentação quanto à matriz a ser utilizada, sendo regulada atualmente pela disponibilidade
de matérias-primas. Ainda não há padronização de método de análise de biodiesel em diesel. O
biodiesel puro é analisado primeiro sendo posteriormente adicionado ao diesel.
Neste trabalho, oito modelos de calibração multivariada baseados em espectrometria de
infravermelho médio foram desenvolvidos no intuito de determinar o conteúdo de biodiesel em
misturas binárias com diesel, na faixa de 1 a 20% v/v, genericamente designados BX. Ésteres
(metílicos e etílicos) feitos de óleo de soja, milho, girassol e óleo de soja de fritura foram usados
para preparar as misturas com diesel comum. Resultados indicaram que modelos de quadrados
mínimos parciais (PLS) baseados em espectros de infravermelho médio foram comprovadamente
adequados como métodos analíticos práticos para previsão do conteúdo de biodiesel em misturas
com diesel comum na faixa de volume de 1 a 20%. Os modelos PLS foram validados com
conjunto de amostras independentes, sendo os valores de RMSEP (erro quadrático médio de
previsão) inferiores a 0,2266; RMSECs (erros quadráticos médios de previsão) inferiores a 0,1532.
Correlações lineares observadas no gráfico de valores previstos vs. Reais com coeficientes de
correlação (R2) maiores que 0,999. Adicionalmente, os erros médios de previsão encontrados
foram inferiores a 2,21%.
Abstract
Most of the energy consumed worldwide comes from oil, coal and natural gas. These
sources are limited, so alternative sources are needed and the search for such sources is very
important. Vegetable oils have been mentioned as likely replacements for diesel fuel since the
beginning of last century by having physical and chemical characteristics that could be close or
suitable for a diesel engine. They can be used in diesel engines with or without processing. Since
January 1st of 2010 was established the addition of 5% biodiesel to diesel in Brazil. The
transformation of vegetable oil into biodiesel refers only to better adapt to the engine. The Brazilian
Biodiesel Production Chain currently has no regulations regarding the matrix to be used, and is
currently regulated by the availability of raw materials. There is still no standardized method for
analyzing biodiesel in diesel. Pure biodiesel is analyzed first and then added to diesel.
In this work, eight multivariable calibration models based on middle-infrared spectroscopy
were developed in order to determine the content of biodiesel in diesel fuel (binary blends), in the
range of 1 to 20% v/v, generically called BX. Esters (methylic and ethylic) made with soybean,
corn, sunflower seed oils and used soybean frying oil were used to prepare the blends with
conventional diesel. Results indicated that partial least squares (PLS) models based on MID
infrared spectra were proven suitable as practical analytical methods for predicting biodiesel
content in conventional diesel blends in the volume fraction range from 1% to 20%. PLS models
were validated by independent prediction set and the RMSEPs (Root Mean Square Errors of
Prediction) were estimated as low as 0,2266; RMSECs (Root Mean Square Errors of Calibration)
were estimated as low as 0,1532. Linear correlations were observed for predicted vs. observed
values plots with correlation coefficient (R) greater than 0,999. Additionally, the average preview
errors found were less than 2,21%.
Palavras-chave
Biodiesel
Citação
FONSECA, Fábio dos Santos. 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. 2011. 77 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2011.143