Pesquisa
Caracterização físico-química e transesterificação do óleo das sementes de pachira aquatica
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: ANGELICA BARBOSA DIAS
Orientador: Zilda Cristiani Gazim
Defendido em: 26/02/2024
Resumo
Este trabalho trata do estudo da Pachira aquatica, uma árvore conhecida por sua utilização na arborização de ambientes que possui uma semente com grande quantidade de óleo. O capítulo I objetivou realizar a extração e a caracterização físico-química do óleo extraído por: prensagem, extração com solvente e maceração dinâmica. Foi determinado o Índice de refração (40°C), cujos resultados encontrados para o óleo obtido por prensagem foi de 1,467, extração com solvente 1,480 e maceração dinâmica com renovação do solvente 1,450; o índice de acidez foi de 0,488 mg.NaOH/g, 0,532 mg.NaOH/g e 3,34 mg.NaOH/g, respectivamente; o índice de peróxidos foi de 0,0 meq.Kg-1, 0,0 meq.Kg-1 e 0,0 meq.Kg-1, respectivamente; o índice de saponificação foi de 139,460 mgKOHg-1, 124,620 mgKOHg-1 e 115,630 mgKOHg-1, respectivamente; o índice de iodo foi de 37,89 gI2.100-1, 41,6089 gI2.100-1 e 44,6789 gI2.100-1, respectivamente; o poder rotatório foi de 5,155, 5,244 e 5,152, respectivamente; a viscosidade foi de 0,7164 mm2/s, 0,7188 mm2/s e 0,5545 mm2/s, respectivamente; o ponto de fusão foi de 34 °C, 36,5 °C e 35,90 °C, respectivamente e a densidade foi de 1,05 g/cm³, 0,8929 g/cm³ e 0,8953 g/cm³, respectivamente. O rendimento do óleo obtido por prensagem 43 %, extração com solvente 33,23 % e maceração dinâmica com renovação do solvente 51,93 %. A análise química dos óleos foi determinada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), o óleo obtido prensagem teve 37,82% ácidos graxos cujo majoritário foi o ácido palmítico 20,13%; pelos processos de maceração e extração por solvente a predominância foram os ésteres de ácidos graxos 99,80% e 88,41% tendo o éster etílico de ácido palmítico 83,67% e 26,94%, respectivamente como composto majoritário. O capítulo II objetivou em transesterificar e analisar o óleo extraído por prensagem. O biodiesel foi obtido através da reação de transesterificação do óleo, utilizando hidróxido de sódio como catalisador e álcool metílico como agente de transesterificação. Foram determinados os índices físico-químicos do óleo das sementes e do biodiesel, as análises realizadas foram: índice de refração, índice de saponificação, índice de peróxidos, índice de acidez, índice de iodo, viscosidade, densidade, poder rotatório, rendimento e análise química do óleo por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), tendo como resultados: índice de refração 40 °C 1,47 e 1,46, respectivamente; índice de acidez 0,488 mg. NaOH/g e 0,039 mg. NaOH/g; índice de peróxido 0,0 meq. Kg-1 0,0 e meq. Kg-1; índice de saponificação 139,460 mg KOH g-1 e 162,17 mg KOH g-1; valor de iodo 37,89 gI2,100-1 e 37,85 gI2,100-1; poder rotacional (20 °C) +5,155° e +4,91°; viscosidade 0,7164 mm2/s e 0,082 mm2/s; densidade 1,05 g/cm3 e 0,8941 g/cm³. O rendimento de biodiesel foi de 75%. A análise química do óleo da semente e o biodiesel foi realizado por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS). enquanto no óleo das sementes predominaram os ácidos graxos (37,82%), sendo a maioria ácido palmítico (20,13%). Por meio da análise química, foi possível observar que o processo reativo converteu os ácidos graxos presentes no óleo da Pachira aquatica em ésteres de ácidos graxos, além de proporcionar altos rendimentos na produção de biodiesel, evidenciando assim a eficácia eficiência do processo utilizado.
Palavras-chave
Monguba, Prensagem, Biocombustível, Índice de iodo, Índice de saponificação.
Title
Physical-chemical characterization and transesterification of pachira aquatica seed oil
Abstract
This work deals with the study of Pachira aquatica, a tree known for its use in the afforestation of environments that has a seed with a large amount of oil. Chapter I aimed to perform the extraction and physicochemical characterization of the oil extracted by: pressing, solvent extraction and dynamic maceration. The refractive index (40°C) was determined, whose results found for the oil obtained by pressing was 1.467, solvent extraction 1.480 and dynamic maceration with solvent renewal 1.450; the acidity index was 0.488 mg.NaOH/g, 0.532 mg.NaOH/g and 3.34 mg.NaOH/g, respectively; the peroxide index was 0.0 meq.Kg-1, 0.0 meq.Kg-1 and 0.0 meq.Kg-1, respectively; the saponification index was 139.460 mgKOHg-1, 124.620 mgKOHg-1, and 115.630 mgKOHg-1, respectively; the iodine value was 37.89 gI2. 100-1, 41.6089 gI2. 100-1, and 44.6789 gI2. 100-1, respectively; the rotational power was 5.155, 5.244, and 5.152, respectively; the viscosity was 0.7164 mm2/s, 0.7188 mm2/s, and 0.5545 mm2/s, respectively; The melting point was 34 °C, 36.5 °C and 35.90 °C, respectively and the density was 1.05 g/cm³, 0.8929 g/cm³ and 0.8953 g/cm³, respectively. The oil yield obtained by pressing was 43%, solvent extraction was 33.23% and dynamic maceration with solvent renewal was 51.93%. The chemical analysis of the oils was determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). The oil obtained by pressing had 37.82% fatty acids, the majority of which was palmitic acid (20.13%); by the maceration and solvent extraction processes, the predominance was fatty acid esters (99.80% and 88.41%), with palmitic acid ethyl ester (83.67% and 26.94%, respectively) as the major compound. Chapter II aimed to transesterify and analyze the oil extracted by pressing. Biodiesel was obtained through the transesterification reaction of the oil, using sodium hydroxide as a catalyst and methyl alcohol as a transesterification agent. The physicochemical indices of the seed oil and biodiesel were determined, the analyses performed were: refractive index, saponification index, peroxide index, acidity index, iodine index, viscosity, density, rotational power, yield and chemical analysis of the oil by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS), with the results: refractive index at 40 °C 1.47 and 1.46, respectively; acidity index 0.488 mg. NaOH/g and 0.039 mg. NaOH/g; peroxide index 0.0 meq. Kg-1 0.0 and meq. Kg-1; saponification index 139.460 mg KOH g-1 and 162.17 mg KOH g-1; iodine value 37.89 gI2,100-1 and 37.85 gI2,100-1; rotational power (20 °C) +5.155° and +4.91°; viscosity 0.7164 mm2/s and 0.082 mm2/s; density 1.05 g/cm3 and 0.8941 g/cm³. The biodiesel yield was 75%. The chemical analysis of the seed oil and biodiesel was performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). while in the seed oil fatty acids predominated (37.82%), with the majority being palmitic acid (20.13%). Through chemical analysis, it was possible to observe that the reactive process converted the fatty acids present in Pachira aquatica oil into fatty acid esters, in addition to providing high yields in biodiesel production, thus demonstrating the effectiveness and efficiency of the process used.
Keywords
Monguba, Pressing, Biofuel, Iodine index, Saponification index.