DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA CARACTERIZAÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS EMPREGANDO TÉCNICAS QUIMIOMÉTRICAS.
Calibração com Padrões Virtuais; Biodiesel; Espectroscopia na região do Infravermelho; Bio-óleo; Combustíveis avançados; PARADISe.
A presente tese divide-se em duas partes, ambas tratando do desenvolvimento de métodos analíticos para monitoramento do processo de produção de biocombustíveis. A primeira descreve o uso de padrões virtuais como amostras de calibração em uma abordagem inovadora de calibração multivariada para o monitoramento on-line do teor de alquil-ésteres, durante o processo de produção de biodiesel, usando um espectrômetro portátil que opera na região do infravermelho próximo (MicroNIR). Espectros de componentes puros presentes no meio reacional (óleo de algodão, etanol, biodiesel e glicerol) foram adquiridos e adicionados matematicamente. Uma etapa de padronização foi realizada para ajustar diferenças espectrais, originadas, principalmente, devido aos fenômenos presentes na mistura, como a ação de forças intermoleculares. Esta operação foi realizada de forma eficiente utilizando-se uma estratégia de transferência de calibração (Padronização Direta por Partes – PDS) e empregando 10 espectros de misturas sintéticas simulando o meio reacional. O modelo de calibração construído para prever o teor de alquil-ésteres, baseado nos mínimos quadrados parciais (PLS), mostrou valor da raiz do erro médio quadrático de previsão (RMSEP) de 1,75% (m/m), e coeficiente de determinação de previsão (R2pred) de 0,98. Tal resultado foi comparável a dados da literatura, tanto obtidos por modelos construídos com dados de equipamentos portáteis, como também aqueles adquiridos diretamente de equipamentos NIR de bancada de alta resolução e maior faixa espectral. O segundo capítulo descreve, inicialmente, a aplicação de uma ferramenta automatizada e inovadora (PARADISe), para o tratamento de dados de ordem superior obtidos por Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC/MS). Os dados foram obtidos de bio-óleos produzidos a partir de diferentes biomassas via liquefação hidrotérmica, em que cetonas, álcoois e fenóis se destacaram como as três classes majoritárias. O uso do PARADISe proporcionou agilidade e a minimização das chances de introdução de vieses no processamento dos dados. Além disso, modelos de regressão PLS foram desenvolvidos para previsão do teor de água, a partir de espectros adquiridos na região do infravermelho médio (MIR) de amostras de bio-óleos, obtidas por liquefação térmica em batelada, utilizando diferentes matérias-primas e solventes de produção. O modelo PLS final apresentou RMSEP de 1,36%, resultado comparável a dados da literatura. Uma análise de componentes principais (PCA) nos dados espectrais também foi efetuada, e PC1 revelou diferenças entre as amostras produzidas a partir de diferentes solventes, bem como PC4 expôs a variabilidade das amostras em termos do teor de água.