Historique des règlements urbains :

A técnica adotada para a quantificação do teor de ésteres metílicos presentes nas amostras foi a cromatografia gasosa (GC), de acordo com a EN 14103. Todas as amostras foram sempre derivatizadas, uma vez que nunca se procedeu à separação dos FAME . O procedimento adotado na preparação das amostras para caracterização em GC compreendeu as seguintes etapas:

i) Sililação de 30 μL de amostra, previamente pesada, por adição de 100 μL de piridina, 100 μL de N,O-Bis(trimetilsilano)trifluor acetamida e por fim 50 μL de clorotrimetilsilano. Pesar a amostra com os três reagentes sililantes adicionados; j) Digestão em banho de óleo a 70-80ºC durante 30 minutos;

k) Preparação da solução de metil heptadecanoato (padrão interno), em n-heptano, com uma concentração de 10 mg/mL;

l) Adição de 100 μL do padrão interno preparado no passo anterior, a 50 μL de amostra sililada (previamente pesada);

m) Injeção no cromatógrafo de 0,5 μL da solução preparada no passo anterior.

Note-se que as amostras recolhidas nos diversos ensaios foram sempre congeladas e só depois derivatizadas nas alturas em que foram analisadas por GC.

A Figura 3.8 ilustra a preparação das referidas amostras, bem como a nomenclatura utilizada.

Figura 3.8 Procedimento adotado na sililação e preparação das amostras para análise por GC.

79 Devido a problemas logísticos e/ou técnicos, neste trabalho foram usados três equipamentos de GC, sendo um deles um GC-MS (Figura 3.9) e os outros dois GC (por exemplo, vide Figura 3.10).

Figura 3.9. TRACE GC ULTRA acoplado a um espectrómetro de massa DSQ II, da Thermo Scientific.

A análise cromatográfica das amostras recolhidas nos ensaios que visavam avaliar a influência de diferentes índices de acidez da matéria-prima e razões mássicas

Novozyme®435/ OAU, foi realizada num TRACE GC ULTRA acoplado a um espectrómetro

de massa DSQ II, quadrupolo simples, da Thermo. A análise dos iões positivos foi realizada em modo de varrimento total (fullscan) com um intervalo de fragmentos massa/carga de iões (m/z) entre 50 e 850, com uma ionização por impacto eletrónico de 70 eV. A amostra foi injetada de forma manual (0,5 µL) no modo splitless a uma temperatura de 250ºC. Os analitos foram separados por uma coluna TRB-5MS (60 m×0,25 mm ×0,25 µm), lote NF- 17417, da Teknokroma. Utilizou-se como gás de arraste o hélio (≥99,999%) com um fluxo constante de 1,0 mL.min-1e a uma pressão inicial de 147 kPa. A temperatura da fonte foi

de 290ºC e na interface do GC/MS a temperatura foi de 290⁰C. A aquisição iniciou-se aos 9 minutos (solvent delay) e o programa de temperaturas aplicado foi o seguinte: temperatura inicial de 60ºC mantida por 1 minuto, aumentou-se até atingir os 150ºC a uma rampa de aquecimento de 10ºC.min-1_{, e por fim elevou-se a temperatura com uma rampa} de aquecimento de 5ºC.min-1 _{até aos 290ºC que foram mantidos por 30 minutos. A} identificação e quantificação dos picos verificados nas amostras foi efetuada através da comparação entre os espectros das amostras e os espectros dos padrões e com o auxílio da biblioteca NIST. Os dados obtidos no GC/MS foram tratados através do software

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Figura 3.10. TRACE GC ULTRA da Thermo Scientific.

A análise cromatográfica das amostras do ensaio de produção de FAME em reator de leito fixo continuo, foi realizada num TRACE GC ULTRA, da Thermo. A amostra foi injetada de forma manual (0,5 µL) no modo split a uma temperatura de 250ºC. Os analitos foram separados por uma coluna capilar CP SelectTM biodiesel for FAME (30 m×0,32 mm ×0,25

µm), lote MH-31-11-2, da Varian, com detetor FID. Utilizou-se como gás de arraste o hélio (≥99,999%) com um fluxo constante de 2,0 mL.min-1_{, o ar e o hidrogénio com um fluxo} constante de 400 e 40 (mL/ min), respetivamente. O programa de temperaturas aplicado foi o seguinte: temperatura inicial de 40ºC mantida por 1 minuto, aumentou-se até atingir os 200ºC a uma rampa de aquecimento de 5,5ºC.min-1_{, e por fim elevou-se a temperatura} com uma rampa de aquecimento de 20ºC.min-1_{até aos 215ºC que foram mantidos por 35} minutos. A identificação e quantificação dos picos verificados nas amostras foi efetuada através da comparação entre os espectros das amostras e os espectros dos padrões. Os dados obtidos no GC-FID foram tratados através do software Xcalibur (versão 2.0).

A análise cromatográfica dos ensaios do efeito do método regeneração na reutilização da Novozyme® _{435 foi realizada num TRACE GC ULTRA, da Thermo. A amostra foi injetada} de forma manual (0,5 µL) no modo splitless a uma temperatura de 250ºC. Os analitos foram separados por uma coluna TRB-1MS (30 m×0,32 mm ×0,25 µm), lote NF-16669, da Teknokroma, com detetor FID. Utilizou-se como gás de arraste o hélio (≥99,999%) com um fluxo constante de 1,1 mL.min-1_{, o ar e o hidrogénio com um fluxo constante de 300 e 30} (mL/ min), respetivamente. O programa de temperaturas aplicado foi o seguinte: temperatura inicial de 40ºC mantida por 1 minuto, aumentou-se até atingir os 225ºC a uma rampa de aquecimento de 5,5ºC.min-1_{, e por fim elevou-se a temperatura com uma rampa}

81 de aquecimento de 20ºC.min-1 _{até aos 270ºC que foram mantidos por 35 minutos. A} identificação e quantificação dos picos verificados nas amostras foi efetuada através da comparação entre os espectros das amostras e os espectros dos padrões. Os dados obtidos no GC-FID foram tratados através do software Xcalibur (versão 2.0).

Na análise dos cromatogramas teve-se em atenção os tempos de retenção e a área dos vários ésteres metílicos, de modo a se avaliar qualitativa e quantitativamente os vários ésteres obtidos. Procedeu-se ao cálculo da percentagem de cada éster de ácido gordo de acordo com a equação 4:

O cálculo da concentração em ésteres teve em conta a seguinte expressão (EN 14103):

𝐶é𝑠𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠[%] = (∑ 𝐴𝐸) − 𝐴𝑀𝐻 𝐴𝑀𝐻 ×𝐶𝑀𝐻[ 𝑚𝑔 𝑚𝐿] × 𝑉𝑀𝐻[𝑚𝐿] 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎[𝑚𝑔] (3)

Em que ∑𝐴𝐸corresponde ao somatório das áreas correspondentes a cada éster; 𝐴𝑀𝐻, 𝐶𝑀𝐻 e 𝑉𝑀𝐻 correspondem respetivamente à área do pico, à concentração e ao volume do padrão interno.

3.5 Conclusão

Ao longo deste capítulo foram apresentados a metodologia dos vários ensaios que são realizados neste estudo, bem como diversos ensaios realizados com a pretensão de avaliar:

 o desempenho da Novozyme® _{435 na conversão a FAME de óleos com diferentes} índices de acidez;

 a influência da razão mássica Novozyme® _435/OAU;

 o efeito do método regeneração na reutilização da Novozyme® _435;  a produção contínua de biodiesel em reator tubular de leito fixo.

Para tal, foi indispensável a caraterização do OAU, pois só assim possibilitou a determinação de algumas variáveis necessárias à concretização da síntese enzimática de biodiesel. Consoante o processo de produção de biodiesel, contínuo e descontínuo, realizaram-se diferentes condições operatórias, tendo em comum à T de 50ºC, a razão molar metanol/ OAU de 4:1 e a razão volumétrica tert-butanol/ OAU de 0,75 v/v. Em todos os ensaios foram retiradas amostragens que foram analisadas por cromatografia.

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Resultados e discussão

4.1 Introdução

Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados obtidos na componente experimental deste trabalho.