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ORCID:  http://orcid.org/0009-0003-8053-5549
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acceso: Acesso Embargado
Fecha de embargo: 2028-05-27
Título: Desenvolvimento de método para determinação de glicerol livre em biodiesel a partir da extração em barra de agitação revestida com celulose e quantificação por HPLC-DAD
Título (s) alternativo (s): Development of a method for the determination of free glycerol in biodiesel using cellulose-coated stir bar sorptive extraction and HPLC-DAD quantification
Autor: Silva, Caroline Lopes da
Primer orientador: Faria, Anizio Marcio
Primer miembro de la banca: Takeuchi, Regina Massako
Segundo miembro de la banca: Bottoli, Carla Beatriz Grespan
Resumen: Um método analítico baseado em extração sortiva em barra de agitação (SBSE, stir-bar sorptive extraction), com barras revestidas de celulose monolítica, acoplado à cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, high-performance liquid chromatography), foi desenvolvido para a determinação de glicerol livre em biodiesel. As fases sorventes foram obtidas por reprecipitação de acetato de celulose, seguida de desacetilação in situ, resultando em uma estrutura hierarquicamente porosa, com elevada área superficial e alta afinidade pelo glicerol, atribuída principalmente às interações por ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxila da celulose e o analito. A caracterização estrutural por FTIR, isotermas de adsorção/dessorção de N2 e análises BET/BJH confirmaram a conversão eficiente do precursor e a formação de uma estrutura mesoporosa adequada para processos de adsorção e de transferência de massa. As condições de extração e dessorção na técnica SBSE foram otimizadas por meio de um planejamento multivariado via Matriz Doehlert. Os extratos obtidos foram derivatizados com cloreto de benzoíla, produzindo o tribenzoato de glicerila, espécie altamente absorvente de radiação UV a 239 nm. Barras monolíticas de celulose de 10 mm de comprimento apresentaram melhor desempenho analítico, com recuperações próximas de 100 % e baixa variabilidade de resposta na extração de glicerol. A capacidade máxima de adsorção foi estimada em 63,0 μg g-1, compatível com o modelo de Langmuir. O método foi validado conforme o documento SANTE 11312/2021.v2026, apresentando linearidade entre 0,00002 e 0,02000 % (m/m) (r = 0,9991), limites de detecção e de quantificação de 7,8 × 10-6 e 2,4 × 10-5 % (m/m), respectivamente, além de precisão satisfatória (RSD < 7,5 %) e taxas de recuperação entre 94,7 e 113,9 %. O método proposto foi aplicado com sucesso à determinação de glicerol livre em biodieseis obtidos a partir de diferentes fontes de matéria-prima, com resultados em conformidade com as normas ASTM D6751 e EN 14214. Em comparação com o método oficial AOCS Ca 14-56, o método proposto apresentou maior sensibilidade analítica e limites de detecção mais baixos. As barras sorventes demonstraram boa estabilidade após múltiplos ciclos de reutilização, enquanto as métricas AGREEprep (0,77) e BAGI (75) evidenciaram o menor impacto ambiental da metodologia. Assim, o método SBSE-HPLC desenvolvido constitui uma alternativa simples, sensível, seletiva e ambientalmente sustentável para a determinação de glicerol livre no biodiesel.
Abstract: An analytical method based on stir-bar sorptive extraction (SBSE), using monolithic cellulose coated rods, coupled with high-performance liquid chromatography (HPLC), was developed for the determination of free glycerol in biodiesel. The sorbent phases were obtained by reprecipitation of cellulose acetate, followed by in situ deacetylation, resulting in a hierarchically porous structure with high surface area and high affinity for glycerol, mainly attributed to hydrogen bonding interactions between the hydroxyl groups of cellulose and the analyte. Structural characterization by FTIR, N2 adsorption/desorption isotherms, and BET/BJH analyses confirmed the efficient conversion of the precursor and the formation of a mesoporous structure suitable for adsorption and mass transfer processes. The extraction and desorption conditions in the SBSE technique were optimized using a multivariate design via the Doehlert Matrix. The extracts obtained were derivatized with benzoyl chloride, producing glyceryl tribenzoate, a species highly absorbent of UV radiation at 239 nm. Monolithic cellulose rods, 10 mm long, showed better analytical performance, with recoveries close to 100% and low variability in response during glycerol extraction. The maximum adsorption capacity was estimated at 63.0 μg g-1, consistent with the Langmuir model. The method was validated according to document SANTE 11312/2021.v2026, showing linearity between 0.00002 and 0.02000 % (w/w) (r = 0.9991), limits of detection and quantification of 7.8 × 10-6 and 2.4 × 10-5 % (w/w), respectively, as well as satisfactory precision (RSD < 7.5 %) and recovery rates between 94.7 and 113.9 %. The proposed method was successfully applied to the determination of free glycerol in biodiesels obtained from different raw material sources, with results in accordance with ASTM D6751 and EN 14214 standards. Compared to the official AOCS Ca 14 56 method, the proposed method showed greater analytical sensitivity and lower limits of detection. The sorbent bars demonstrated good stability after multiple reuse cycles, while the AGREEprep (0.77) and BAGI (75) metrics evidenced the reduced environmental impact of the methodology. Thus, the developed SBSE-HPLC method constitutes a simple, sensitive, selective, and environmentally sustainable alternative for the determination of free glycerol in biodiesel.
Palabras clave: Matriz Doehlert
Preparo de amostra
SBSE
HPLC
Detector de arranjo de diodos
Cloreto de benzoíla.
Doehlert matrix
Sample preparation
Diode array detector
Benzoyl chloride
Área (s) del CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Tema: Biocombustível.
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis
Cita: SILVA, Caroline Lopes da. Desenvolvimento de método para determinação de glicerol livre em biodiesel a partir da extração em barra de agitação revestida com celulose e quantificação por HPLC-DAD. 2026. 97 f. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.458 .
Identificador del documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.458
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49713
Fecha de defensa: 27-may-2026
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS): ODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis.
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Biocombustíveis

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