Desarrollo de nuevos métodos de análisis aplicados a la determinación de parámetros de calidad en combustibles biodiesel/diesel

Abstract

La tendencia actual de los Laboratorios de Control de Calidad es la implementación de métodos analíticos versátiles, rápidos, sensibles, precisos, simples, fáciles de operar y de bajo costo. Una de las maneras más efectivas de alcanzar tales características es la automatización y la ayuda de herramientas estadísticas aplicadas a la química. En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo de nuevos métodos analíticos para la caracterización de muestras de combustibles diesel. En la primera parte del trabajo se realizó la cuantificación de glicerina en biodiesel, basándose en la automatización de la extracción y determinación del analito mediante Fluorescencia Molecular. Comprobamos que la determinación que se lleva a cabo en los laboratorios de análisis de rutina de combustibles usando cromatografía líquida, puede ser realizada de manera sencilla y con resultados similares usando el método propuesto, que posee una cámara de agitación automática y un Espectrofluorímetro. Continuando con la técnica de Fluorescencia, se hicieron espectros de fluorescencia sincrónica a muestras de biodiesel obtenidas de diferentes aceites comerciales (soja, girasol, etc.) con el objeto de hacer una clasificación de combustibles biodiesel con respecto a la oleaginosa de su procedencia: La información que producen los espectros antes mencionados, fue modelada mediante los algoritmos quimiométricos de clasificación SIMCA y SPA-LDA. También se utilizaron espectros de fluorescencia sincrónica para la determinación cuantitativa de parámetros de calidad. Se determinaron 4 parámetros de calidad simultáneamente (Porcentaje de Biodiesel, Número de cetanos, Calor de combustión, Color) a partir de un espectro de fluorescencia sincrónica. En la última parte de la tesis, se trabajó en la determinación cuantitativa de un aditivo presente en combustibles biodiesel/diesel. Se determinó el mejorador del número de cetanos, el 2-nitrato de etilhexilo a partir de espectros de fluorescencia de excitación - emisión. Esta relación entre los valores de fluorescencia y el contenido del aditivo mejorador de cetanos fue realizada mediante algoritmos quimiométricos de calibración multivariada.

The current trend of cuality control in laboratories is the implement of versatile, fast, sensitive, accurate, simple, easy to operate and inexpensive analytical methods. One of the most effective ways to achieve these features is the automation whith the statistical tools applied to chemistry help. In this thesis the development of new analytical methods for the characterization of diesel fuel samples is presented. In the first part, the quantification of glycerol in biodiesel was performed, based on automating the extraction and determination of analyte by molecular fluorescence. We found that the determination is carried out in the laboratories of routine analysis of fuels using liquid chromatography, can be performed easily and with similar results using the proposed method, which has an automatic stirring chamber adapted in a spectrofluorometer. Then the technique of synchronous fluorescence was used to obtain spectra from different commercial biodiesel oils (soybean, sunflower, etc.) samples in order to do a biodiesel fuel classification regarding its origin of oilseed: The information produced by the above mention spectra, was modelling using chemometric algorithms of classification, SIMCA and SPA-LDA. Synchronous fluorescence spectra for quantitative determination of quality parameters were also used. Simultaneously four quality parameters (Biodiesel content, Cetane Number, Heat of combustion, Color) from a synchronous fluorescence spectrum were determined. In the last part of the thesis, we worked on the quantitative determination of an additive in biodiesel / diesel fuels. The cetane number improver 2-ethylhexyl nitrate was determined from fluorescence excitation - emission spectra. This relationship between the fluorescence values and the content of the cetane improver additive was performed by multivariate chemometric calibration algorithms.