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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Uso de espectroscopia no infravermelho médio e cartas de controle multivariadas no monitoramento da qualidade de biodieseis de soja e fritura residual em misturas com diesel
metadata.dc.creator: Mitsutake, Hery
metadata.dc.contributor.advisor1: Borges Neto, Waldomiro
metadata.dc.contributor.referee1: Souza, Paulo Sérgio de
metadata.dc.contributor.referee2: Chang, Roberto
metadata.dc.description.resumo: O biodiesel é um combustível de origem renovável, cuja adição de 5% (v/v) ao diesel comercializado no país se tornou obrigatória a partir de 2010. Este combustível pode ser adulterado por diversos produtos mais baratos e até mesmo contaminado em seu transporte e armazenamento. Portanto, neste trabalho o uso de espectroscopia no infravermelho médio (MIR) aliada a cartas de controle multivariadas baseadas no sinal analítico líquido (NAS) foram aplicadas no monitoramento da qualidade de misturas biodiesel/diesel com 5% (v/v) de biodiesel. Os biodieseis estudados foram produzidos a partir de óleos de soja e fritura residual usando as rotas metílica e etílica. Três cartas foram desenvolvidas para cada tipo de biodiesel: a carta NAS referente ao analito de interesse (biodiesel); a carta dos interferentes referente a contribuição de todos os outros componentes na amostra (diesel) e a carta de resíduos referente as variações não-sistemática nos espectros. A partir de amostras dentro das especificações de qualidade, isto é, o conjunto de amostras de calibração (78 amostras), foram estabelecidos limites estatísticos em cada carta de controle. Para a validação do modelo, foram construídos dezenove conjuntos de amostras de validação (totalizando 1.544 amostras), sendo um conjunto contendo 31 amostras dentro das especificações de qualidade; um conjunto de 39 amostras com menos de 4,5% (v/v) de biodiesel; um conjunto de 38 amostras com mais de 5,5% (v/v) de biodiesel; cinco conjuntos de amostras (118 a 120 amostras por conjunto) cujo biodiesel foi parcialmente substituído (5,0% a 30,0% (v/v)) por óleos vegetais (soja, milho, girassol, canola) e óleo de fritura residual, três conjuntos de amostras (78 a 120 amostras por conjunto) cujo diesel foi parcialmente substituído (5,0 a 30,0% (v/v) por derivados de petróleo (óleo lubrificante automotivo usado, querosene e gasolina), e oito conjuntos de 640 amostras cujas misturas foram adulteradas na faixa de 5,0 a 30,0% (v/v) com os adulterantes citados para o biodiesel e diesel. A partir destes conjuntos, verificou-se que o modelo consegue monitorar as amostras corretamente tanto com relação ao teor de biodiesel das misturas quanto a presença de adulterantes, uma vez que as amostras dentro de especificações ficaram dentro dos limites estatísticos, e as amostras fora das especificações saíram dos limites em pelo menos uma das cartas; das 1.662 amostras analisadas no total, apenas 2 da calibração foram monitoradas erroneamente. Assim, os resultados obtidos foram satisfatórios, com o monitoramento correto acima de 95% das amostras em cada modelo construído.
Abstract: Biodiesel is a renewable fuel, whose the addition of 5% biodiesel (v/v) to the diesel fuel sold in Brazil has been compulsory since 2010. This fuel can be adulterated with various less costly products and even contaminated during shipment and storage. Therefore, this study used mid-infrared spectroscopy (MIR) allied with multivariate control charts based on net analyte signal (NAS) to monitor the quality of biodiesel/diesel mixtures containing 5% biodiesel (v/v). The biodiesels in this study were produced from soybean oil and used frying oil using the methyl and ethyl routes. Three charts were developed for each type of biodiesel: the NAS chart referring to the analyte of interest (biodiesel); the chart of the interferents related to the contribution of all the other components in the sample (diesel); and the chart for the residues referring to non-systematic variations in the spectra. Based on the samples within the quality specifications, that is, the set of calibration samples (78 samples), statistical thresholds were established for each control chart. In order to validate the model, nineteen sets of validation samples were constructed (total of 1,544 samples), one set containing 31 samples within the quality specifications; one set of 39 samples containing less than 4.5% (v/v) of biodiesel; one set of 38 samples with more than 5.5% (v/v) of biodiesel; five sets of samples (118 to 120 samples by set) where the biodiesel was partially replaced (5.0% to 30.0% (v/v)) with vegetable oils (soybean, corn, sunflower, canola) and used frying oil, three sets of samples (78 to 120 samples by set) where the diesel which was partially replaced (5.0 to 30.0% (v/v) with petroleum products (used motor oil, kerosene, and gasoline), and eight sets of 640 samples which were adulterated with between 5.0 and 30.0% (v/v) of the adulterants cited the diesel and biodiesel samples. From these sets, it was seen that the model can properly monitor the samples with respect to biodiesel content of the mixtures as well as the presence of adulterants therein, since the samples within the specifications were within the established statistical limits, and the samples which were outside of specifications exceeded the limits on at least one of the three charts; of 1.662 samples analyzed in total, only two of calibration was erroneously monitored. Thus, the results obtained were satisfactory, with the correct monitoring of more than 95% of the samples for each of the constructed models.
Keywords: Biodiesel
Cartas de controle multivariadas
NAS
Infravermelho médio
Quimiometria
Multivariate control charts
Mid infrared
Chemometrics
Análise espectral
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: MITSUTAKE, Hery. Uso de espectroscopia no infravermelho médio e cartas de controle multivariadas no monitoramento da qualidade de biodieseis de soja e fritura residual em misturas com diesel. 2015. 123 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17433
Issue Date: 19-Feb-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Química

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