Førstespråkbakgrunn

Todas as amostras (matérias-primas e diferentes incorporações) foram caraterizadas relativamente à sua análise imediata, isto é, teor de humidade, matéria volátil, cinzas e carbono fixo. O resíduo lipídico, foi ainda caraterizado relativamente à sua composição nutricional (teor de gordura, proteína total e hidratos de carbono) e ao seu índice de acidez. Todas as medições foram realizadas com réplicas.

2.1.2.1. Análise imediata

2.1.2.1.1. Humidade

O teor de humidade nas amostras foi determinado de acordo com a norma BS EN ISO 18134:2015. Primeiramente, placas de Petri foram condicionadas na estufa (Memmert, U-30) a 105 ± 2°C, durante 1h. Posteriormente, as placas foram retiradas e colocadas em exsicador até que atingissem a temperatura ambiente, de seguida, foram pesadas (m1) em balança analítica (Mettler Toledo AB204-S). A cada placa foram adicionadas cerca de 5 g de amostra, pesando-se o conjunto placa de Petri + amostra (m2). As amostras foram então colocadas na estufa a 105 ± 2°C, durante 12 ± 1 h. Após esse período, as amostras foram retiradas da estufa, arrefecidas até à temperatura ambiente em exsicador e pesadas (m3). O teor de humidade (% m/m) foi determinado de acordo com a equação 2.1.

𝐻𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (%, 𝑚/𝑚) = (𝑚_(𝑚2− 𝑚3)

2− 𝑚1) × 100 (𝐸𝑞. 2.1)

2.1.2.1.2. Matéria volátil

A determinação da matéria volátil foi realizada de acordo com o procedimento descrito na norma BS EN ISO 18123:2015. Os cadinhos de porcelana e as respetivas tampas, foram calcinados na mufla (Nabertherm®, modelo L3/1106) a 900 ± 10°C por 7 minutos. Após calcinação, os cadinhos foram arrefecidos, primeiramente sob uma estrutura cerâmica e posteriormente dentro do exsicador. Após atingirem temperatura ambiente, os cadinhos com tampa foram pesados (m1) na balança analítica. A

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cada cadinho adicionou-se 1 g de amostra e pesou-se o conjunto amostra + cadinho com tampa (m2). Os cadinhos com as amostras foram à mufla tapados, a 900 ± 10°C por 7 minutos. Terminados os 7 minutos, os cadinhos foram arrefecidos, e pesados (m3). A percentagem mássica de matéria volátil nas amostras foi calculada a partir da equação 2.2.

𝑀𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙 (%, 𝑚/𝑚) = (𝑚_(𝑚2− 𝑚3)

2− 𝑚1) × 100 (𝐸𝑞. 2.2)

2.1.2.1.3. Cinzas

O teor de cinzas foi determinado de acordo com a norma Europeia BS EN ISO 18122:2015, através da combustão completa a 550 ± 10°C na presença de O2 em quantidades superiores à estequiometricamente necessária. Os cadinhos de porcelana sem a tampa foram condicionados na mufla a 550 ± 10°C por 1 h, arrefecidos até temperatura ambiente em exsicador e pesados (m1). A cada cadinho adicionou-se 1 g de amostra e pesou-se o conjunto amostra + cadinho sem tampa (m2), que foram colocados na mufla a 550 ± 10°C durante 2 h. Após combustão completa, os cadinhos foram arrefecidos no exsicador até a temperatura ambiente e pesados (m3). Os cadinhos com a amostra queimada voltaram a ser colocados na mufla, nas mesmas condições, até que a massa final fosse constante (m3). O teor de cinzas (% m/m) foi determinado através da equação 2.3:

𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 (%, 𝑚/𝑚) = (𝑚_(𝑚3− 𝑚1)

2− 𝑚1) × 100 (𝐸𝑞. 2.3)

2.1.2.1.4. Carbono Fixo

O carbono fixo foi determinado de acordo com a equação 2.4, baseada no trabalho de Viana e colaboradores (2012):

𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜 𝑓𝑖𝑥𝑜 (%, 𝑚/𝑚) = 100 − (% 𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 + % 𝑀𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙) (𝐸𝑞. 2.4)

2.1.2.2. Poder calorífico superior (PCS)

O poder calorífico superior (PCS) foi determinado de acordo com equação (equação 2.5) estabelecida por Parikh e colaboradores (2005) tendo por base as determinações da análise imediata:

𝑃𝐶𝑆 (𝑀𝐽 𝐾𝑔)⁄ = 0,3536 × % 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜 𝑓𝑖𝑥𝑜 + 0,1559 × % 𝑀𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎 𝑣𝑜𝑙á𝑡𝑖𝑙 − 0,0078 × % 𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 (𝐸𝑞. 2.5)

Produção de carvões a partir de resíduos lenhocelulósicos e lipídicos Capítulo 2 – Materiais e métodos _________________________________________________________________________________________________________________

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2.1.2.3. Composição nutricional

2.1.2.3.1. Determinação do teor de gordura

O teor de gordura no resíduo lipídico foi determinado utilizando o método 991.36 da AOAC (1999). A análise quantitativa do óleo baseia-se na separação da gordura da matriz da amostra por extração com solventes apolares. A extração da gordura foi realizada a partir de 10 g de amostra, utilizando 250 mL de éter de petróleo (Carlo Erba), num sistema Soxhlet aquecido numa manta de aquecimento (IBX Instruments Serie HM01), até que o líquido no extrator ficasse transparente. O extrato resultante do processo foi evaporado sob vácuo até à secura (Buchi Rotavapor®) e pesado em balança analítica (Mettler Toledo AB204-S, d = 0,1 mg) de forma a calcular o teor de gordura presente na amostra, expresso em percentagem mássica de acordo com a equação 2.6:

𝑇𝑒𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑔𝑜𝑟𝑑𝑢𝑟𝑎 (%, 𝑚/𝑚) = (𝑚_(𝑚3− 𝑚1)

2− 𝑚1) × 100 (𝐸𝑞. 2.6) Onde:

m1 - tara do balão (g);

m2 - massa do balão + amostra (g);

m3 - massa do balão + lípidos extraídos (g).

2.1.2.3.2. Determinação de proteína total

O conteúdo proteico do resíduo lipídico em estudo foi determinado com base na norma ISO 5663:1984 (método Kjeldahl). Cerca de 1 g de amostra foi digerida (Heating Digester DK 6, Velp Scientifica ®) com ácido sulfúrico concentrado (˃95% v/v, Panreac) na presença de uma mistura catalisadora (selénio negro + sulfato de potássio) a 360°C, até apresentar uma coloração transparente ou amarelo pálido. Após a digestão, a amostra foi transferida para um balão volumétrico de 100 mL e o volume foi aferido com água MilliQ. Esta solução foi filtrada para um frasco de plástico e conservada a 4ºC, até ao procedimento seguinte.

Para a determinação de proteína total, num tubo de destilação foram adicionados 20 mL da amostra previamente digerida, 2 gotas de fenolftaleína e o pH da mistura foi neutralizado com hidróxido de sódio aquoso 6N (Absolve). Num Erlenmeyer de 250 mL, foram adicionados 50 mL de ácido bórico 2% e 0,5 mL da solução indicadora de ácido bórico, obtendo uma solução roxa. O tubo de destilação foi colocado no destilador (Tecator Kjeltec System 1002 Distilling Unit), e durante a destilação a fase de vapor foi recolhida no Erlenmeyer. Após destilação, a solução de ácido bórico contendo azoto amoniacal (NH4+₎

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foi titulada com ácido sulfúrico 0,02 N (Panreac) até a solução voltar a ser roxa. O teor de proteína foi calculado de acordo com a equação 2.7:

𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (%) = (𝑉𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒_(𝑉 × [𝐻2𝑆𝑂4] × 𝑀 × 𝑉𝑏𝑎𝑙ã𝑜× 100

𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎× 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎× 1000) ) × 6.25 (𝐸𝑞. 2.7)

Onde:

Vtitulante – volume de titulante gasto na titulação (mL);

[H2SO4] – normalidade do titulante (N);

M – massa molar do azoto (g/mol);

Vbalão– volume do balão com amostra digerida e aferida com água (mL);

Vamostra – volume de amostra digerida utilizada na destilação(mL);

mamostra – massa de amostra utilizada na digestão (g);

6,25 – fator de conversão de azoto em proteína.

2.1.2.3.3. Determinação de açúcares totais (hidratos de carbono)

O teor de açúcares totais foi determinado através de dois processos sequenciais, primeiramente a hidrólise ácida realizada com ácido diluído (Hoebler & Barry 1989) e posteriormente a determinação colorimétrica, através do método do reagente fenol-sulfúrico (Dubois et al., 1956).

A hidrólise ácida assume um papel fundamental na determinação de açúcares totais, uma vez que permite a quebra das ligações glicosídicas libertando os açúcares simples, possibilitando a determinação da sua concentração. Na determinação colorimétrica, etapa seguinte da determinação de açúcares totais, à amostra hidrolisada é adicionada fenol e ácido sulfúrico adquirindo uma coloração alaranjada, proporcional à quantidade de açúcar presente.

Para a realização da hidrólise ácida, adicionou-se a tubos de ensaio 0,5 g de resíduo lipídico, 1,7 mL de água MilliQ e 3,3 mL de H2SO4 (>95-97%, Panreac). Os tubos de ensaio foram colocados em banho

termostatizado (Memmert, 854 Schwobach) a 30 °C, durante 1 h. Ao fim desse período, a mistura contida nos tubos de ensaio foi transferida para frascos Schott, e diluídas até uma concentração de 4 % (m/m), adicionando-se cerca de 139 mL de água destilada. De seguida, procedeu-se à autoclavagem (DarLab ®, K-400, EGARA, S.L.), a 121 °C durante 1 h. Uma vez terminado o processo, filtraram-se as amostras hidrolisadas com um filtro resistente a solventes (Labor, 0,2 μm).

Para a realização da determinação colorimétrica, adicionou-se, em tubos de ensaio previamente limpos com solução ácida, 0,5 mL de amostra hidrolisada e filtrada, 0,5 mL da solução de fenol (5% m/v, Panreac) e 2,5 mL de ácido sulfúrico (>95-97%, Panreac). De seguida, procedeu-se à homogeneização da mistura em agitador de vórtex (Heidolph Reax Top) e deixou-se repousar por 10 minutos. Posteriormente, os tubos foram submetidos a um banho de água fria durante 15 minutos.

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Terminado o processo, as soluções foram lidas num espectrofotómetro (Pharmacia LKB-Novaspec II), a um comprimento de onda de 490 nm, Para se obter a concentração de açúcares totais no resíduo lipídico utilizou-se uma reta de calibração (ver figura A.1 em Anexo), que foi obtida usando padrões de D- glucose (Sigma), com concentrações entre 10 e 100 mg/L, preparados por diluição a partir de uma solução-mãe com concentração de 1 g/L.

2.1.2.4. Índice de acidez

O resíduo lipídico foi analisado relativamente ao seu índice de acidez através de uma

adaptação da norma

EN 14214:2012. O método consistiu na neutralização, por titulometria ácido- base, dos ácidos gordos livres contidos na amostra. O índice de acidez corresponde à massa de hidróxido de potássio, expressa em miligramas, necessária para neutralizar os ácidos gordos contidos num grama de gordura ou óleo.

Brevemente,

pesou-se, em triplicado, para frascos Erlenmeyer cerca de 1 g de amostra. Adicionou- se a cada frasco cerca de 100 mL de isopropanol (99,9 %, Carlo Erba) e 4 gotas de solução alcoólica de fenolftaleína procedendo-se em seguida à sua titulação com uma solução alcoólica de hidróxido de potássio 0,1 N. O índice de acidez (IA) foi calculada a partir da equação seguinte:

𝐼𝐴 (𝑚𝑔

𝐾𝑂𝐻

𝑔

𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

) = 𝑀

𝐾𝑂𝐻

_𝑚× 𝑉

_{𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎}𝐾𝑂𝐻

× 𝑁

𝐾𝑂𝐻

(𝐸𝑞. 2.8)

⁄

Onde:

MKOH – massa molar do KOH (56,11 g/mol);

VKOH– volume de titulante gasto (mL);

NKOH– normalidade da solução de KOH (N);

mamostra– massa de amostra (g).

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