Desenvolvimento de aditivo antioxidante para biodiesel a partir de taninos

Abstract

Resumo: A oscilação do preço do petróleo bruto, que é um recurso limitado de combustíveis fósseis, e as preocupações ambientais, levaram à busca de combustíveis alternativos. O biodiesel é um combustível renovável, biodegradável e não tóxico, com características técnicas que o habilitam para substituir o diesel, mas seu notável problema técnico é por ser mais susceptível à oxidação, devido a sua reatividade quando exposto ao oxigênio presente no ar e a alta temperatura. Isso acontece, principalmente, devido à presença de um número variável de ligações duplas nas moléculas dos ácidos graxos, que compõem os ésteres de metanol ou etanol constituintes do biodiesel. Para resolver esse problema são utilizados antioxidantes, que são substancias que quando adicionadas no biodiesel, retardam o início da oxidação e evitam a propagação da reação por eliminarem radicais orgânicos do meio e consumirem oxigênio. Este trabalho tem como proposta avaliar a atividade de um antioxidante natural, o tanino, o qual é extraído da casca da acacia mearnsi, para o controle do processo oxidativo do biodiesel durante seu armazenamento e uso nos tanques de combustíveis. O tanino aqui utilizado, fornecido pela Empresa TANAC de Montenegro, RS, é composto basicamente de catequina, uma molécula que contém o grupo catecol, capaz de ser oxidado na presença de oxigênio a semiquinona, um radical livre orgânico natural que pode interagir com os radicais livres do biodiesel. Posteriormente a semiquinona é oxidada a quinona consumindo mais oxigênio. O tanino é dissolvido primeiramente em aminas, para assim melhorar sua dissolução no biodiesel. Para identificar e caracterizar os compostos antioxidantes, utilizou-se o Método RANCIMAT (EN14112), equipamento que detecta o tempo da estabilidade oxidativa. Para comparar e confirmar os resultados do RANCIMAT utilizou-se a espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), a qual é capaz de detectar espécies contendo elétrons desemparelhados (radicais livres). Os resultados foram considerados bons, chegando a dobrar o tempo de estabilidade do biodiesel e, como o tanino não possui grupos nitrogenados, apresenta vantagens sobre outros antioxidantes orgânicos como os nitróxidos.

Abstract: The oscillation crude oil prices, which are limited resources of fossil fuels, and environmental concerns have led to the search for alternative fuels. Biodiesel is a renewable, biodegradable and non-toxic fuel, with technical features that enable to replace the diesel fuel, but its remarkable technical problem is to be more susceptible to oxidation due to its reactivity when exposed to oxygen present in air and the high temperature. This is mainly due to the presence of a variable number of double bonds in fatty acid molecules, which comprise esters of methanol or ethanol biodiesel components. To resolve this problem antioxidants are used, which are substances that when added to the biodiesel delay the onset of oxidation and prevent the propagation of the reaction by means of eliminating organic radicals and consume oxygen. This work aims to evaluate the activity of a natural antioxidant, tannin, which is extracted from the bark of the acacia mearnsi for the control of oxidative process of biodiesel during storage and use in fuel tanks. The tannin used herein, provided by the Company TANAC Montenegro, RS, is basically composed of catechin, a molecule containing the catechol group, capable of being oxidized in the presence of oxygen the semiquinone, a natural organic free radical that can interact with radicals free biodiesel. Later the semiquinone is oxidized quinone consuming more oxygen. The tannin is first dissolved in amines, thus to improve its dissolution in biodiesel. To identify and characterize the antioxidant compounds used method is the Rancimat (EN14112), which device detects the time of oxidative stability. To compare and confirm the Rancimat results used the electronic paramagnetic resonance (EPR), which is able to detect species containing unpaired electrons (free radicals). The results were considered good, reaching the folding stability of biodiesel time and as the tannin has no nitrogen groups, have advantages over other antioxidants such as organic nitroxides.