Dissertações

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Gabriel Dias Godinho

Paulo Jorge Sanches Barbeira

Avaliação do Desempenho de Um Espectrofluorímetro Portátil Home-made na Discriminação Quimiométrica da Matéria Prima do Biodiesel em Blendas com Óleo Diesel

Evaluation Of Performance Of a Homemade Portable Spectrofluorometer In The Chemometric Discrimination Of Biodiesel Feedstock In Blends With Diesel Oil

Química

Química Analítica e de Alimentos

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18/03/2026

Auditório I - Sala 120

14:00

Prof. Paulo Jorge Sanches Barbeira - Orientador (Dr. (UFMG))
Profa. Camila Nunes Costa Corgozinho (Dr. (UFMG))
Profa. Mariana Ramos de Almeida (Dr. (UFMG))

Este trabalho visou avaliar o desempenho de um espectrofluorímetro e um dispositivo portátil home made contendo um diodo, um monocromador e um detector de radiação contínua na aquisição de dados de fluorescência molecular de blendas de diesel e biodiesel de sebo, soja, e mistura de sebo com soja nos percentuais de 5 a 30 %m/m. Os dados foram utilizados em modelos de análise exploratória, como Análise de Componentes Principais (PCA) e calibração multivariada, como Análise Discriminante por Mínimos Quadrados Parciais (PLS-DA), para agrupar ou distinguir as misturas com base na matéria prima contida. A motivação do trabalho é a ausência de técnicas analíticas rápidas e baratas para orientar o uso racional do biodiesel com base no seu material de partida, podendo contornar problemas tipicamente ligados à sua matéria prima, como a baixa Estabilidade Oxidativa ou o Ponto de Entupimento de Filtro à Frio, observados no biodiesel de soja e sebo, respectivamente. Foram caracterizadas quanto ao perfil graxo e propriedades fluorescentes um total de doze amostras de biodiesel puro (B100), entre amostras contendo biodiesel de sebo, biodiesel de soja e de composição mista de biodiesel de sebo e soja, produzidas em diferentes locais do Brasil. Além disso, quatro matrizes de diesel A S10 e duas matrizes de diesel A S500, com datas de produção distintas também foram caracterizadas. Usando essas amostras, foram preparadas 199 blendas de biodiesel com diesel S10 e 127 blendas com diesel S500, que tiveram os espectros de fluorescência molecular coletados nos dois equipamentos, utilizando o comprimento de onda de 400 nanômetros de excitação. Os modelos de quimiometria foram obtidos com diferentes pré-processamentos dos dados espectrais e se mostraram capazes de agrupar e discriminar as blendas com base na matéria prima e percentual de ésteres metílicos de ácidos graxos. O modelo discriminatório de melhor performance para amostras contendo diesel S10 apresentou taxa de sensibilidade de 100% para todas as origens de biodiesel, enquanto essas taxas foram de 96% para o sebo e 100% para as demais origens no modelo para amostras contendo diesel S500. O método analítico e modelo desenvolvido especificamente para o equipamento portátil permite a medição e resultados in situ e é promissor para novos modelos destinados estimar o resultado de outros ensaios de qualidade dos combustíveis, como o teor de biodiesel em diesel.

Biocombustíveis, Calibração multivariada, Equipamento portátil, Fluorescência, Mínimos quadrados parciais

This work aimed to evaluate the performance of a spectrofluorometer and a homemade portable device containing a diode, a monochromator and a continuous radiation detector in the acquisition of molecular fluorescent data of blends of diesel and biodiesel made of tallow, soy and a mixture of soy and tallow in percentages from 5 to 30 %w/w. The data were utilized in exploratory analysis models, as Principal Component Analysis (PCA), and multivariate calibration, as Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), to group or distinguish the blends based on their feedstock contain. The work was motivated by the lack of fast and cheaper analytical techniques to guide the rational use of biodiesel based on its raw material. It could elude the problems related to the feedstock of biodiesel such as lower Oxidative Stability or Cold Filter Plugging Point, observed in biodiesel made of soy and tallow, respectively. The fatty acid profile and fluorescent properties of twelve biodiesel samples were measured. The were made of soy, tallow and a mixture of tallow and soy and were produced in different plants of Brazil. Furthermore, four samples of pure S10 diesel and two samples of pure S500 diesel also were characterized. Using these samples, 199 blends of biodiesel and S10 diesel and 127 blends of biodiesel and S500 diesel were prepared. They had their molecular fluorescent spectra measured in both devices using the wavelength of excitation of 400 nanometers. The chemometric models were obtained using different preprocessing of spectral data and were able to group or discriminate blends based on their raw material and fatty acid methyl ester content. The best discriminatory model of blends containing S10 diesel had sensitivity of 100% for all biodiesel starting materials and the best discriminatory model of blends containing S500 diesel had sensitivity of 96% for tallow biodiesel and 100% for soy and tallow/soy biodiesel. The analytical method and model developed specifically for the portable device allows in situ measures and results and it is a promising for new models addressed to estimate results of quality tests of fuels, like the fatty acid methyl ester content in petrodiesel.

Biofuels, Fluorescence, Multivariate calibration, Partial least squares, Portable device