Oxidative stability of biodiesel from soybean oil fatty acid ethyl esters

ABSTRACT

Biodiesel consists of long-chain fatty acid esters, derived from renewable sources such as vegetable oils, and its utilization is associated to the substitution of the diesel oil in engines. Depending on the raw material, biodiesel can contain more or less unsaturated fatty acids in its composition, which are susceptible to oxidation reactions accelerated by exposition to oxygen and high temperatures, being able to change into polymerized compounds. The objective of this work was to determine the oxidative stability of biodiesel produced by ethanolysis of neutralized, refined, soybean frying oil waste, and partially hydrogenated soybean frying oil waste. The evaluation was conducted by means of the Rancimat® equipment, at temperatures of 100 and 105ºC, with an air flow of 20 L h-1. The fatty acid composition was determined by GC and the iodine value was calculated. It was observed that even though the neutralized, refined and waste frying soybean oils presented close comparable iodine values, biodiesel presented different oxidative stabilities. The biodiesel from neutralized soybean oil presented greater stability, followed by the refined and the frying waste. Due to the natural antioxidants in its composition, the neutralized soybean oil promoted a larger oxidative stability of the produced biodiesel. During the deodorization process, the vegetable oils lose part of these antioxidants, therefore the biodiesel from refined soybean oil presented a reduced stability. The thermal process degrades the antioxidants, thus the biodiesel from frying waste oil resulted in lower stability, the same occuring with the biodiesel from partially hydrogenated waste oil, even though having lower iodine values than the other.

RESUMO

Biodiesel consiste em ésteres de ácidos graxos de cadeia longa, proveniente de fontes renováveis como óleos vegetais, e sua utilização está associada à substituição do diesel em motores. Dependendo da matéria-prima, o biodiesel pode conter mais ou menos ácidos graxos insaturados em sua composição, que são suscetíveis a reações de oxidação aceleradas pela exposição ao oxigênio e altas temperaturas, podendo resultar em compostos poliméricos prejudiciais ao motor. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade oxidativa do biodiesel obtido pela etanólise dos óleos de soja neutro, refinado, usado em fritura, e óleo parcialmente hidrogenado usado em fritura. A avaliação foi feita através do equipamento Rancimat®, nas temperaturas de 100 e 105ºC, com fluxo de ar de 20 L h-1. A composição em ácidos graxos foi determinada por CG e o índice de iodo calculado. Embora os óleos de soja neutro, refinado e usado em fritura apresentassem índices de iodo próximos, a estabilidade oxidativa do biodiesel comportou-se de maneira distinta. O biodiesel de óleo neutro apresentou maior estabilidade, seguido pelo refinado e usado em fritura. Por conter antioxidantes naturais em sua composição, o óleo neutro de soja proporcionou uma estabilidade oxidativa maior ao biodiesel produzido. O proveniente de óleo refinado - que pelo processo de desodorização perde parte destes antioxidantes - apresentou menor estabilidade. O processo térmico degrada os antioxidantes, resultando em menor estabilidade ao biodiesel de óleo de fritura, ocorrendo o mesmo com o biodiesel de óleo hidrogenado usado em fritura, embora este apresentasse índice de iodo inferior aos demais.