Desenvolvimento e validação de método para determinação do perfil graxo do biodiesel de Tungue e Blendas com soja empregando GC-MS

Abstract

No Brasil o biodiesel é utilizado em misturas com óleo diesel em proporções de 5%, sem que haja modificações nos motores. Com o intuito de diversificar a utilização de oleaginosas não comestíveis no ramo dos biocombustíveis, e ainda vincular a produção com agricultura sustentável, uma alternativa para o RS é a utilização do óleo de tungue para a produção de biodiesel. A caracterização e quantificação de ácidos graxos do biodiesel de tungue, torna-se importante devido à seu exclusivo perfil graxo. Neste trabalho, foi estudado o desenvolvimento e validação de método para a determinação do perfil graxo do biodiesel metílico de tungue e blendas com soja utilizando GC-MS. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, seletividade, limite de detecção e quantificação, robustez, precisão e exatidão. Para determinar as melhores condições cromatográficas, foram testadas diferentes programações de temperatura no forno cromatográfico; fluxo de gás; temperatura do injetor, detector e interface; e modo de injeção. As condições do GCMS após a otimização foram: injeção de 1 µL com injeção em alta pressão (300 kPa), T do injetor: 250 ºC, injeção split 1:30, fluxo de 1 mL min-1, coluna Rtx-5MS com dimensões 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm, T forno: isoterma de 2 min a 130 ºC, aumento de 20 ºC/min até 220 ºC, aumento de 0,5ºC/min até 223ºC, aumento de 7 ºC/min até 250 ºC e isoterma em 250 ºC por 3 min, resultando em 20 min de análise. A temperatura da fonte e interface foram de 200 ºC e 250 ºC, respectivamente, com o MS no modo full scan, ionização por impacto eletrônico a 70 eV, e intervalo de massas de 30 a 500 u.m.a. A identificação do α-eleosteárico foi baseada na fragmentação característica do composto, pela comparação com o espectro do ácido linolênico, e ainda pelo tempo de retenção do composto. Na validação, as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,99. O LD e LQ foram adequados, permitindo a quantificação de ésteres na concentração mínima de 0,6%. Os valores de exatidão ficaram entre 86 e 117%, com RSD% menores que 8%. O efeito matriz também foi avaliado, sendo que esse efeito foi considerado médio para a maioria dos compostos, ficando entre ± 20 e 50%. Durante a aplicação do método, o mesmo se mostrou adequado para amostras de biodiesel metílico de tungue e blendas com soja, nas proporções de 15:85, 20:80 e 25:75 (T:S, v/v). A aplicabilidade do método também foi testada para o biodiesel de soja, obtendo resultados satisfatórios, mostrando-se assim, além de tudo, ser um método robusto.

In Brazil, biodiesel is blended with diesel oil at ratio of 5%, without any modifications to the engines. In order to diversify the use of non-edible oil in the field of biofuels, and to tie production to sustainable agriculture, an alternative to RS is the use of tung oil to produce biodiesel. The characterization and quantification of fatty acids of tung biodiesel, it is important due to it’s fatty acid profile exclusive. In this work, we studied the development and validation of method for determination of fatty acids methyl esters content in tung biodiesel and blends with soybean using GC-MS. The validation parameters were considered: analytical curve, linearity, selectivity, limit of detection and quantification, robustness, precision and accuracy. To determine the best chromatographic conditions were tested at different temperature settings chromatographic oven, gas flow, temperature of injector, detector and interface, and method of injection. The conditions of GC-MS after the optimization were: injection of 1 µL injected at high pressure (300 kPa), T injector: 250 º C, split injection 1:30, flow rate of 1 mL min-1, column RTX-5MS with dimensions 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm, T oven: isothermal for 2 min at 130 ° C, an increase of 20 ° C / min up to 220 º C, an increase of 0.5 º C / min up to 223 º C, an increase of 7 ° C / min up to 250 ° C and isothermal at 250 º C for 3 min, resulting in 20 min of analysis. The source temperature and interface were 200 ° C and 250 ° C, respectively, with the MS in full scan mode, electron impact ionization at 70 eV and mass range 30-500 amu. The identification of α-eleostearic was based on characteristic fragmentation of the compound, by comparison with the spectrum of linolenic acid, and also by the retention time of the compound. For validation, the standard curves showed r values greater than 0.99. The LD and LQ were adequate, allowing the quantification of esters in the minimum concentration of 0.6%. The values of accuracy were between 86 and 117%, with RSD% less than 8%. The matrix effect was also evaluated, and this effect was considered average for most compounds, to between ± 20 and 50%. During the application of the method, it was adequate for samples of tung biodiesel and blends tung and soybean biodiesel in the proportions 15:85, 20:80 and 25:75 (T: S, v / v). The applicability of the method was also tested for soybean biodiesel, obtaining satisfactory results, proving to be so, above all, be a robust method.