63ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 14. Engenharia

ESTUDO DA MISTURA DOS ÁCIDOS GRAXO LÁURICO(X) E MIRÍSTICO(1-X) USANDO A DIFRAÇÃO DE RAIOS-X E CALORIMETRIA DIFERENCIAL DE VARREDURA (DSC).

Jamayle Silva Teles 1 Adenilson Oliveira dos Sanatos 1 Luzeli Moreira da Silva 2

1. CCSST- Universidade Federal do Maranhão- Imperatriz- MA , CEP-65900-410 2. Orientadora - Profa. Dra.- Depto de Engenharia de alimentos - UFMA

INTRODUÇÃO:

Os ácidos graxos são os constituintes básicos dos óleos e gorduras de origem vegetal e, o conhecimento do seu comportamento no equilíbrio sólido-líquido é de grande importância na elaboração de diversos produtos da indústria química, farmacêutica, cosmética e alimentícia. Nesta última, o número de misturas de óleos e gorduras utilizadas em alimentos diários é muito grande e a qualidade destes alimentos está relacionada às propriedades físico-químicas dessas misturas. Desta forma o comportamento de sistemas graxos que estão em equilíbrio sólido-líquido pode divergir quando estes são misturados. Esse comportamento depende de fatores como o número de componentes na mistura, suas propriedades e miscibilidades. Portanto a caracterização das propriedades destas misturas é extremamente importante para o entendimento das funções biológicas das cadeias lipídicas bem como para a aplicação dos materiais lipídicos na indústria de alimentos. Neste trabalho analisamos a formação de soluções na fase sólida, para o sistema ácido láurico(x) ácido mirístico(1-x) com 0≤x≤ 1, para isso utilizamos as técnicas de difração de Raio-X e de análise térmica (TG, DTA e DSC).

METODOLOGIA:

Para caracterização das propriedades estruturais e físico-químicas das misturas de ácidos graxos foram realizadas medidas de difração de raios-X, DTA, DSC e TG. As medidas de difração de raios X em temperatura ambiente (Tamb) foram realizadas no laboratório multidisciplinar do Centro de Ciências Sociais Saúde e Tecnologia (CCSST) da UFMA em um difratômetro Rigaku-Minflex II com geometria Brag Brentano. A radiação utilizada foi a Kα do Cu (λ=1.5418) no intervalo 2 de 5 a 50 graus com passo de 0.02 oC e tempo de aquisição de 2s. Já as medidas variando a temperatura (T) foram realidas no Laboratório de Difração de Raios-X do IFGW/UNICAMP. O equipamento utilizado foi um difratômetro Phillips acoplado a uma câmara de temperatura que permite realização de medidas -180oC a 450oC. Os difratogramas obtidos foram analisados usando o método de Rietveld. As medidas de DTA, DSC e TG, foram realizadas no Laboratório de Combustíveis e Materiais do Instituto de Química/UFPB. As medidas de DSC foram realizadas em um analisador térmico DSC da TA Instruments modelo MDSC 2920 no intervalo de 0 a 100oC com razão de aquecimento de 5oC.min-1. Já as medidas de TG e DTA foram realizadas em um equipamento da TA Instruments modelo STD 2960 com razão de aquecimento de 10°C.min-1 no intervalo de 25 a 500°C.

RESULTADOS:

Utilizamos medidas de difração de raio-x e termodilatometria para o estudo do sistema láurico(x)mirístico(1-x) com 0≤x≤ 1. Neste estudo, foram analisadas as características estruturais da mistura em função da variação de concentração e em função da temperatura (para x=0, 0.5 e 1). Os difratogramas de raios-X obtidos foram simulados usando Método de Rietveld (software GSAS). As curvas de DSC para as amostras com 0≤x≤0.5 e x=1, apresentaram variações nas posições dos picos endotérmicos observados em T<10oC, resultante do rearranjo molecular que ocorre com a inserção do ácido láurico ao mirístico. Os difratogramas de raios–x obtidos em Tamb para amostras com x=0.4, 0.5 e 0.6 apresentaram posições de pico distintas das observadas para x=1 e para x=0, indicando mudanças no arranjo molecular. O refinamento Rietveld para x=0.5 mostrou que esta concentração apresenta uma nova fase cristalográfica. Já nas medidas em função de T (-50º≤T≤40oC) observou-se variações na posição dos picos de difração e a diminuição na intensidades dos mesmos. A expansão dos parâmetros da célula unitária em função de T ocorre de maneira anisotrópica sendo majoritariamente no eixo cristalográfico a. A maior expansão de volume ocorre para a amostra com x = 0.5, correspondente a nova fase cristalográfica.

CONCLUSÃO:

Com as técnicas descritas anteriormente foi possível acompanhar o comportamento das propriedades térmicas e estruturais da mistura binária do ácido graxo láurico em ácido mirístico.Com análise de raios-x utilizando o método de rietveld obteve-se informações sobre as propriedades estruturais da mistura binária em função da concentração e temperatura. As análises em Tamb mostraram de maneira mais eficaz as alterações ocorridas na concentração de x = 0.5 e 0.6, que indica que ocorreu uma forte interação entre os grupos carboxila dos ácidos graxos, gerando um novo arranjo molecular. As análises variando T mostrou deslocamento dos picos de difração e também variações da intensidade dos mesmos. A redução na intensidade dos picos em temperaturas acima de 30oC, indica o início do processo de fusão da amostra. Já o deslocamento dos picos pode ser atribuído a variações nas distâncias interatômicas, devido ao processo de dilatação do material, resultando em um aumento do volume da célula unitária. O aumento no volume ocorre de maneira anisotrópica sendo que a expansão ocorre majoritariamente no eixo cristalográfico a enquanto que os eixos b e c permanecem quase que inalterados. Dentre as amostras analisadas observamos que a maior expansão de volume ocorre para a amostra com x = 0.5

Palavras-chave: ácidos graxos, difração de raios-x, método de Rietveld.