RESUMO
Desenvolveu-se este trabalho com o objetivo determinar a viscosidade do óleo de mamona bruto, da cultivar BRS-188 Paraguaçu em diferentes faixas de temperaturas: 20ºC, 40ºC, 60ºC e 80ºC. A viscosidade foi determinada através de um viscosimetro de esfera com temperaturas controladas por um banho termostatizado. Com o aumento da temperatura a viscosidade do óleo de mamona decresceu, variando de 992 a 25,60 mPa.s. Verificou-se ainda que o modelo exponencial µ= A e b/t, proposto por Andrade apresentou bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%.
Palavras-chave: Viscosidade, óleo de mamona, BRS-188 Paraguaçu
INTRODUÇÃO
O óleo da mamona tem inúmeras aplicações. Ele pode ser usado na fabricação de tintas e isolantes, serve como lubrificante na aeronáutica, base na manufatura de cosméticos, drogas farmacêuticas e em vários processos industriais. É um óleo bastante estável em variadas condições de pressão e temperatura (COSTA E RAMOS, 2004). Ao contrário de outros óleos vegetais, permite larga faixa de condições de temperatura, que perdem viscosidade em altas temperaturas e se solidificam em baixas temperaturas, possuindo também estabilidade a oxidação (SAVY FILHO et al., 1999). Não muda as suas características em variações bruscas de temperatura, razão do seu imprescindível emprego na aviação (CARVALHO, 1991). Produz biolubrificantes altamente resistentes, com melhores características do que os derivados do petróleo, podendo os veículos ultrapassar a faixa dos 50.000 km sem troca do óleo (BELTRÃO, 2003). A lubricidade é uma medida do poder de lubrificação de uma substância, sendo uma função de várias de suas propriedades físicas, destacando a viscosidade e a densidade. Tais propriedades exercem grande influência na circulação e injeção do combustível (PARENTE, 2003). Diante do exposto este trabalho teve como objetivo determinar a viscosidade de óleo de mamona bruto, cultivar BRS-188 Paraguaçu, nas temperaturas de 20 ,40,60 e 80 °C.
MATERIAL E MÉTODOS
Obtenção das amostras: Para a obtenção da amostra foram utilizadas sementes da variedade BRS-188 Paraguaçu, fornecidas pelo Centro Nacional de Pesquisa do Algodão (CNPA/EMBRAPA). As sementes foram beneficiadas pelo método de extração por prensagem a frio, com o uso de uma prensa hidráulica manual adaptada, desenvolvida pela Embrapa Algodão para esse fim.
Caracterização quimica das amostras: Para a caracterização química do óleo de mamona foram feitas análises de índice de acidez, peróxido, refração, saponificação e iodo conforme metodologia do INSTITUTO ADOLFO LUTZ (1976). Nos quais os resultados estão na Tabela 1:
Tabela 1: Caracteristicas químicas da amostra do óleo de mamona da variedade BRS-188 Paraguaçu, Campina Grande, PB.
Determinações |
Oleo de mamona |
Indice de Acidez ( mgKOH/g óleo) |
0,254 |
Indice de Peroxido meq/1000g |
0,10 |
Indice de Refração |
1,474 |
Indice de Saponificação ( mgKOH/g óleo) |
133-148 |
Indice de Iodo ( giodo/100g óleo) |
91-99,55 |
Obtenção das densidades: Para cada temperatura estudada foram determinadas as densidades do óleo de mamona pelo método do picnômetro e relação entre massa e volume do líquido, em determinada temperatura
Obtenção das viscosidades: Para a determinação da viscosidade utilizou-se o viscosímetro de esferas tipo B3, instrumento equipado com termômetros e um jogo de esferas de diferentes diâmetros e feitas de diferentes materiais. Este equipamento consiste de dois cilindros concêntricos sobre uma base de metal. Este conjunto está inclinado a 10° da vertical e possui três marcas, cuja distância de medição percorrida pela esfera é de 50mm, entre as marcas anulares A e B e de 100mm entre as marcas A e C. A esfera desliza em queda através do fluido (amostra) colocado no cilindro interno enquanto que no cilindro externo, circula a água, que é o liquido oriundo do banho termostatizado, permitindo a obtenção da temperatura desejada. Quando a temperatura desejada é atingida pela amostra contida no cilindro interno, larga-se a esfera e mede-se, com um cronômetro, o intervalo de tempo, Δt, gasto para a esfera percorrer a distância ΔL. A esfera utilizada para a obtenção das temperaturas de 20ºC, 40ºC e 60ºC, possui massa, m= 16,067g; massa especifica, ρ= 8,14 g.cm-3; constante, K= 0,132 mPa.cm-3 e diâmetro, D= 15,560mm. Para a temperatura de 80ºC usou-se uma esfera com massa m = 4,4570g, massa especifica, ρ= 2,228g.cm -3; constante de bola, K= 0,079495 mPa.cm-3 e diâmetro, D= 15,630mm.
Para a determinação da viscosidade aplicou-se a Equação 1. μ=K (ρ2 – ρ1) Δt (1), onde: μ = viscosidade, mPa.s; k = constante da bola, m.Pa.cm-3 ; ρ2 = massa específica da bola, g.cm-3; ρ1 = massa específica da amostra, g. cm-3 ; Δt = tempo de queda, s. Para a obtenção do ajuste da curva, trabalhou-se com a equação de Andrade (Equação 2), citado por CASTRO (2002). Nesta equação os parâmetros estimados, A e B, dependem apenas da temperatura e viscosidade. μ= A. e B/T (2), onde: μ = viscosidade, m.Pa.s; A e B = constantes dependentes da natureza do fluido; T= temperatura (ºC).
Utilizando-se o programa estatístico Assistat Versão 7.0 (SILVA, 1986) foi feita uma análise de variância e o teste de comparação de médias conforme delineamento inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos (temperaturas de 20, 40, 60, e 80ºC) e seis repetições. Para o obtenção da curva utilizou-se o programa STATISTICA Versão 6.0
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados da análise estatística encontram-se nas Tabelas 2 e Tabela 3. Pela a análise das médias percebe-se que a densidade do óleo de mamona, variedade BRS-188 Paraguaçu não apresentou diferenças significativas com o aumento da temperatura.
Verifica-se, pela análise destas tabelas que as viscosidades tendem a sofrer um decréscimo com a elevação das temperaturas, variando inversamente com a temperatura, ou seja a elevação da temperatura ocasiona a redução na viscosidade .A viscosidade foi obtida conforme a Equação 1 e para o ajuste dos dados experimentais da viscosidade testou-se o modelo exponencial proposto por Andrade para o qual obteve-se um bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%.
Tabela 2: Análise de variância do tempo de queda da esfera, densidade do óleo de mamona e viscosidade, em quatro temperaturas: 20, 40, 60 e 80ºC, Campina Grande, PB.
FV |
GL |
QUADRADO MÉDIO |
|
Densidade |
Viscosidade |
||
Variedade |
3 |
0,00003ns |
1235950,22** |
Resíduo |
20 |
0,00005 |
13,501 |
Total |
23 |
|
|
CV (%) |
|
0,73139 |
1,14901 |
** Significativo a 1% de probabilidade
ns Não significativo
Tabela 3: Valores médios da viscosidade do óleo de mamona, do tempo de queda da esfera, viscosidade e densidade nas temperaturas: 20, 40, 60 e 80ºC, Campina Grande, PB.
Temperaturas (°C) |
Densidade (g.cm-3) |
Viscosidade (mPa.s) |
20 |
0,964 a |
992,008 a |
40 |
0,9643 a |
194,376 b |
60 |
0,9650 a |
67,153 c |
80 |
0,9693a |
25,606 d |
MG |
0,96583 |
319,7862 |
DMS |
0,01142 |
5,94023 |
Médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Na Figura 1 saõ apresentados os dados de viscosidade em funçaõ da Temperatura para o óleo de mamona bruto, da cultivar BRS-188 Paraguaçu, e curva de ajuste segundo o modelo proposto por andrade.
Figura 1: Curva de ajuste dos dados experimentais da viscosidade em função da temperatura.
CONCLUSÕES
A viscosidade apresentou comportamento decrescente com a elevação das temperaturas. Estes valores foram: 992 m.Pa.s, 194.3m.Pa.s, 67.1m.Pa.s e 25.6m.Pa.s para as temperaturas de 20, 40, 60 e 80 °C respectivamente.
O modelo exponencial µ= A e b/t apresentou bom ajuste aos dados experimentais, com coeficiente de correlação de 99,5%.
Autores:
Ticiana Leite Costa - Mestranda em Eng. Agrícola, UFCG/COPEAg, Campina Grande, PB, e-mail: ticianaleitecosta@yahoo.com.br;
Maria Elita Martins Duarte - Profa. Doutora, CCT/UFCG, Campina Grande , PB. elita@deag.ufcg.edu.br
Napoleão Esberard Beltrão, Liv Soares Severino - Pesquisador Dr. da Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, e-mail: nbeltrao@cnpa.embrapa.br, liv@cnpa.embrapa.br
Francisco Jardel Rodriques da Paixão - fcojardel@gmail.com
Dyalla Ribeiro - Tecnóloga de Alimentos, Instituto Centro de Ensino Tecnológico do Ceará, CENTEC. e-mail:, dyalla_ribeiro@hotmail.com.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BELTRÃO, N.E. de M. Informações sobre o biodiesel, em especial feito com o óleo de mamona. Campina Grande: Embrapa Algodão, 2003. 3p. (Embrapa Algodão. Comunicado Técnico, 177). CNPA 1060.
CARVALHO, L.O. de. Cultura da mamoneira (Ricinus communis L.). São Paulo: CATI, 1991.17p. FOL3650.
CASTRO, A. de A.; BRAGA, M.E.D.; MATA, M.E.R.M. Comportamento reológico do azeite de coco babaçu em diferentes temperaturas. Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas, v.6,n.1,p.457-464,2002.
COSTA, Helson M. da, RAMOS, Valéria D., ABRANTES, Thomas A. S. et al. Effects from the castor oil on silica-filled natural rubber compounds. Polímeros, Jan./Mar. 2004, vol.14, no.1, p.46-50. ISSN 0104-1428.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz: métodos químicos e físicos para análises de alimentos. São Paulo. 1976.V.1, p. 19-36, 188-193,
PARENTE, E. J. de SANTOS JUNIOR. J. N BASTOS. J.A PARENTE JUNIOR. E. J De. S. BIODIESEL: Uma Aventura Tecnológica num País Engraçado. Fortaleza, Tecbio 2003. 66p.
SAVY FILHO, A.; BANZATTO, N.V.; BARBOZA, M.Z. et al. Mamona. In: Coordenadoria de Assistência Técnica Integral - CATI – Oleaginosas no Estado de São Paulo: análise e diagnóstico. Campinas – SP: 1999. 39p., p.29-39, (CATI - Documento técnico,107).
SILVA, F.A. S. The ASSISTAT software: statical assistance. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTERS IN AGRICULTURE, 6, Cancun, 1986. Anais cancun American society of agricultural engineers,1986. p. 294-298.