Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
32a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Sistema de análises em fluxo para a determinação de glicerol em biodiesel empregando mini-bombas solenóides
Sidnei G. Silva* (PG) e Fábio R. P. Rocha (PQ) *sidgon@iq.usp.br
Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05513-970, São Paulo Palavras Chave: Analise em fluxo, Multicomutação, biodiesel, glicerol.
Introdução
Sistemas de análises em fluxo por multicomutação empregam dispositivos ativos de comutação, como mini-bombas e válvulas solenóides, que podem ser controlados independentemente através de um microcomputador. A utilização destes dispositivos, em geral, reduz drasticamente o consumo de reagentes e amostras durante a análise e permite melhorar o desempenho analíitco1.
O glicerol residual presente no biodiesel, originado no processo de transesterificação, pode se depositar no sistema de injeção e distribuição de combustível dos automóveis. Além disso, a queima do glicerol junto com o biodiesel, a partir de 180ºC, pode causar a formação de acroleína, substância altamente tóxica e carcinogênica2. De acordo com a resolução nº 42/2004 da Agência Nacional do Petróleo (ANP), o limite máximo permitido de glicerina livre é de 0,02% em massa de biodiesel3.
Resultados e Discussão
Para a determinação de glicerol livre em biodiesel o método em batelada proposto por Bondioli e colaboradores4 foi implementado em sistemas de análises em fluxo, empregando mini-bombas solenóides (Figura 1). Este método consiste na oxidação do glicerol por periodato, produzindo formaldeído, seguida da reação com acetilacetona, formando o composto 3,5-diacetil-1,4-dihidrolutidina, que possui máximo de absorção em 419nm. Por apresentar uma etapa de aquecimento durante a reação, este procedimento requer controle preciso de temperatura e do tempo de análise.
Figura 1. Sistema de análises em fluxo com mini-bombas solenóides para a determinação de glicerol. P1 a P4 – Mini- bombas solenóides; V – Válvula solenóide; B – Reator (100 cm);
D – espectrofotômetro (419nm); W – Descarte; A – Amostra; C – H2O, R1– metaperiodato de potássio, R2 – acetilacetona.
Todos os reagentes foram preparados em tampão acetato (pH=4,5). Nas condições otimizadas (Tabela 1) foi utilizada amostragem binária com 3 pulsos de amostra, 1 pulso de periodato e 2 pulsos de acetilacetona. O aquecimento empregado no procedimento em batelada foi substituído por uma etapa de parada de fluxo por 60 s, resultando em sensibilidade 50 vezes maior que a observada por Bondioli e Della Bella4. Resposta linear foi observada de 1-50 mgL-1 de glicerol, descrita pela equação: A=0,188c + 0,095 (r=0,999). O limite de detecção foi estimado em 1mgL-1 (99,7% de confiança), equivalente a 0,0004% em massa de biodiesel. O coeficiente de variação foi menor que 1,5% e a freqüência de amostragem foi de 34 amostras/hora, consumindo 7.5 µg de acetilacetona e 34 mg KIO4 por determinação.
Tabela 1: Parâmetros otimizados para a determinação de glicerol em biodiesel empregando mini-bombas solenóides.
Parâmetro Intervalo Valor ótimo [periodato] (mmolL-1) 2 – 20 15 [acetilacetona] (mmolL-1) 0,01 - 1,5 1,5
pH 4 - 10 4,5
[NH4Ac] (molL-1) 0,2 - 1 0,6 Ciclos de amostragem 5 - 15 10
Foi verificado que a extração de glicerol foi eficiente empregando somente água em substituição à mistura água:etanol:hexano empregada no procedimento proposto por Bondioli e Della Bella4. O procedimento proposto está sendo aplicado à determinação de glicerol em amostras de biodiesel de diferentes fontes.
Conclusões
Com o sistema proposto é possível a rápida determinação de glicerol, reduzindo custos e o consumo de amostras e reagentes. O emprego do sistema de análises em fluxo por multicomutação proporciona controle preciso do tempo, diminuindo os desvios usualmente observados no procedimento em batelada.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao apoio do CNPQ e a FAPESP
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1 Rocha, F. R. P.; Nóbrega, J. A.; Fatibello-Filho, O. Green Chem. 2001, 3, 216.
2 Neher, A. et al. USPTO Patent full, Patent nº 5, 387, 720, 1995.
3 ANP, Diário Oficial, Resolução nº 42, 2004.
4 Bondioli, P. Della Bella, L. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2005, 107, 153.
D C
A
R1
R2 P1
P2
P3
P4
W V B
