Caracterização por cromatografia gasosa de óleos vegetais e ceras parafínicas

Abstract

Grande parte da energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. A escassez das fontes de energia, especialmente da energia fóssil, devido à impossibilidade de renovação, tem motivado o desenvolvimento de novas tecnologias que permitam utilizar fontes renováveis de energia e menos poluentes. O biodiesel é composto por ésteres metílicos ou etílicos de ácidos gordos, obtido de fontes renováveis através de uma reacção de transesterificação. Este combustível é biodegradável, renovável e tem baixos níveis de emissão de CO2, comparado com os combustíveis convencionais, apresentando características físico-químicas semelhantes às do diesel fóssil. Sendo o sector habitacional, um dos grandes responsáveis, junto com os transportes pelos elevados consumos energéticos, uma forma de minimizar consumos é através da utilização de sistemas de armazenamento de energia ou isolamentos térmicos mais eficientes. Os óleos e gorduras vegetais saturados, tal como as ceras parafínicas, fundem a temperaturas ideais para serem utilizados como armazenadores de energia sob a forma de calor latente. As gorduras vegetais podem assim ser um biomaterial renovável alternativo aos materiais de mudança de fase (PCM) convencionais. Neste trabalho foram caracterizadas por CG-MS várias amostras de óleos e gorduras vegetais transesterificadas, assim como de algumas amostras de biodiesel. As concentrações dos ácidos gordos presentes nos óleos e gorduras vegetais analisadas encontram-se dentro dos intervalos apresentados na literatura. A amostra de óleo de coco foi derivatizada e analisada directamente no GC-MS sem transesterificação, de modo a determinar-se a composição dos triglicerídeos. Algumas das gorduras estudadas foram caracterizados por DSC e verifica-se que as manteigas de cacau, kpangnan, karité e o óleo de coco virgem apresentam uma entalpia de fusão elevada o que permite que possam ser utilizadas como PCM. Foram ainda caracterizadas por GC-MS algumas amostras de ceras parafínicas extraídas de crudes, que também podem ser utilizadas como PCMs. Desenvolveu-se ainda, um método fiável para análise de ceras em GCFID.

ABSTRACT: Most of the energy consumed in the world comes from petroleum, charcoal and natural gas. The scarceness of energy sources, especially fossil ones, has been a strong incentive towards the development of new and less pollutant technologies based on renewable energy resources. Biodiesel is constituted by methyl or ethyl esters of fatty acids obtained from renewable resources through a transesterification reaction. This fuel is biodegradable, renewable, results in low CO2 emission levels, (unlike other common fuels) and has similar physical-chemical properties when compared with fossil diesel. Since housing and transportation are among the main energetic consumption sources, the use of some form of energy storage systems or more efficient thermal isolation can be important ways to minimize consumption. Saturated vegetable oils and fats, such as paraffinic waxes, have melting temperatures that render them ideal for latent heat energy storage. Vegetable fats can therefore constitute an alternative renewable biomaterial to common phase change materials (PCM). In the present work, several samples of transesterificated vegetable oils and fats, as well as some biodiesels, were characterized by CG-MS, the concentrations of fatty acids in vegetable oils and fats being in agreement with available literature. Coconut oil was directly analysed in GC-MS without transesterification in order to determine its triglyceride composition. Some of the studied fats were characterized by DSC. It was observed that cocoa, kpangnan, karité butter and virgin coconut oil show high fusion enthalpies, which allows their use as PCM. Some paraffinic waxes extracted from crude were also characterized by GC-MS, indicating possible usage as PCM. Furthermore, a method for the analysis of waxes using the GC-FID was also developed.