BR112021007543A2

BR112021007543A2 - composição de biodiesel

Info

Publication number: BR112021007543A2
Application number: BR112021007543-7A
Authority: BR
Inventors: Suvi Pietarinen
Original assignee: Upm-Kymmene Corporation
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-07-27
Also published as: EP3874013A1; CA3116152A1; MX2021004791A; FI3874013T3; CN112996886A; WO2020089521A1; JP2022504811A; FI20185919A1; US20210403820A1; US11434442B2; EP3874013B1; FI20185919A

Abstract

COMPOSIÇÃO DE BIODIESEL. Uma composição de biodiesel que compreende um agente de estabilização é revelada. O agente de estabilização compreende lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

Description

“COMPOSIÇÃO DE BIODIESEL” CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente revelação se refere a uma composição de biodiesel. A presente revelação se refere adicionalmente a um método para produzir um agente de estabilização para uma composição de biodiesel e a um método para produzir uma composição de biodiesel. A presente revelação se refere a adicionalmente a um combustível diesel. A presente revelação se refere adicionalmente ao uso de lignina despolimerizada como um agente de estabilização em uma composição de biodiesel.

ANTECEDENTES

[0002] Biodiesel é um biocombustível comum que pode ser usado em veículos movidos a diesel. O biodiesel pode ser usado em sua forma pura, mas é frequentemente usado como aditivo de diesel para reduzir os níveis de partículas, monóxido de carbono e hidrocarbonetos de veículos movidos a diesel. O biodiesel é composto de ésteres metílicos de ácido graxo (FAME) produzidos a partir de matéria-prima biológica via reação de transesterificação. Normalmente, óleos vegetais, óleos de cozinha residuais ou gorduras animais são usados como matéria-prima. As propriedades e requisitos do biodiesel são regulados por padrões. O parâmetro mais monitorado é a estabilidade de oxidação do biodiesel. Devido à composição de FAME e ao número de ligações duplas e sua posição na cadeia de ácido graxo no biodiesel, é sensível a reações de oxidação. Portanto, os antioxidantes são usados na produção de biodiesel. Os antioxidantes comerciais geralmente são produzir a partir de matéria-prima fóssil. No biodiesel, são usados principalmente antioxidantes do tipo fenólico devido ao seu custo, disponibilidade e desempenho. O inventor, entretanto, reconheceu uma necessidade de fornecer uma composição de biodiesel que seria puramente formada por materiais de base biológica.

SUMÁRIO

[0003] Uma composição de biodiesel é revelada. A composição de biodiesel pode compreender um agente de estabilização. O agente de estabilização pode compreender lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio (Mw) de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol. O valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada. O peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0004] É revelado um método para produzir um agente de estabilização para uma composição de biodiesel. O método pode compreender: fornecer lignina; e submeter a lignina a um processo de despolimerização para obter lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, para aumentar a capacidade antioxidante da lignina, em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0005] É revelado um método para produzir uma composição de biodiesel que compreende um agente de estabilização. O método pode compreender combinar o agente de estabilização com biodiesel, e em que o agente de estabilização compreende lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0006] Um combustível diesel é revelado. O combustível diesel pode compreender a composição de biodiesel como revelado no presente relatório descritivo.

[0007] Adicionalmente, é revelado o uso de lignina despolimerizada como um agente de estabilização em uma composição de biodiesel para reduzir a oxidação da composição de biodiesel, em que a lignina despolimerizada tem um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0008] Uma composição de biodiesel que compreende um agente de estabilização é revelada. O agente de estabilização pode compreender lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol. O valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada. O peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0009] Adicionalmente, é revelado um método para produzir um agente de estabilização para uma composição de biodiesel. O método pode compreender: fornecer lignina; e submeter a lignina a um processo de despolimerização para obter lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, para aumentar a capacidade antioxidante da lignina, em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0010] Adicionalmente, é revelado um método para produzir uma composição de biodiesel que compreende um agente de estabilização, em que o método compreende combinar o agente de estabilização com biodiesel, e em que o agente de estabilização compreende lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0011] Adicionalmente, é revelado um combustível diesel que compreende a composição de biodiesel, como revelado na revelação atual. Em uma modalidade, o combustível diesel compreende pelo menos 2 % em peso, ou pelo menos 5 % em peso, ou pelo menos 20 % em peso, ou pelo menos 50 % em peso, ou pelo menos 80 % em peso, ou cerca de 100 % em peso, da composição do biodiesel. Em uma modalidade, o combustível diesel compreende, além da composição de biodiesel, diesel com base em hidrocarboneto ou diesel mineral. Em uma modalidade, o combustível diesel compreende, além da composição de biodiesel descrita nesta revelação, outro diesel de base biológica.

[0012] Adicionalmente, é revelado o uso de lignina despolimerizada como um agente de estabilização em uma composição de biodiesel para reduzir a oxidação da composição de biodiesel, em que a lignina despolimerizada tem um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0013] O inventor constatou surpreendentemente que, quando as moléculas de lignina são despolimerizadas ou degradadas em estruturas menores ou oligômeros, é possível aumentar o potencial ou atividade antioxidante das mesmas. Sem se limitar a qualquer teoria específica sobre o motivo pelo qual a despolimerização da lignina resulta em um aumento de atividade antioxidante, deve-se considerar que a despolimerização abre a estrutura macromolecular da lignina, por meio da qual os impedimentos estéricos que geralmente desabilitam os grupos reativos nas estruturas da lignina são removidos. Portanto, pode-se considerar que os grupos reativos são mais acessíveis para reações adicionais quando a lignina for despolimerizada. A maior atividade antioxidante tem a utilidade adicional de permitir o uso da lignina despolimerizada como um agente de estabilização em uma composição de biodiesel para inibir ou reduzir a oxidação do biodiesel. Isso pode ser considerado o resultado da lignina ser mais prontamente solúvel na composição de biodiesel quando está na forma despolimerizada.

[0014] No contexto deste relatório descritivo, o termo "lignina correspondente" pode se referir à mesma molécula de lignina que a lignina despolimerizada, mas antes de ter sido despolimerizada. A lignina correspondente pode, portanto, ser considerada como uma lignina de referência cujo valor de TEAC é determinado. O valor de TEAC da lignina correspondente é comparado ao valor de TEAC que é determinado após a lignina ter sido despolimerizada.

[0015] Em uma modalidade, o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 40 %, ou no máximo 30 %, ou no máximo 20 %, do valor TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada.

[0016] O valor da capacidade antioxidante equivalente ao trolox (TEAC) é um valor comumente usado para indicar a capacidade antioxidante de uma amostra. O valor de TEAC e, portanto, a capacidade antioxidante podem ser determinados pelo seguinte método de ensaio de sequestro de radical α,α- difenil-β-picril-hidrazila (DPPH): As amostras (10 mg) para o ensaio de DPPH são dissolvidas em metanol (2 ml) por agitação em vórtex (20 s) e, quando necessário, são filtradas antes da preparação de diluições adicionais. A solução de armazenamento do radical DPPH (2,2'-difenil-1- picril-hidrazila) é preparada dissolvendo-se 23,8 mg/100 ml de metanol. A solução é armazenada no escuro (máx. 1 semana) e antes das análises é diluída 1:5 com metanol. Para a determinação do valor de IC50 de trolox, seis níveis de concentração entre 1,29 e 12,9 μg/ml e um branco (metanol) são preparados em triplicata. A solução de DPPH (0,5 ml) é misturada na solução de calibração (trolox), bem como nas amostras analíticas (0,5 ml), que são, então, agitadas em vórtex e deixadas repousar por 30 minutos e, posteriormente, a absorbância é medida a 515 nm. A partir da curva de trolox linear (absorbância vs concentração), o ponto em que a absorbância de DPPH é a metade do original é determinado e a concentração de trolox (IC50, μg/ml) é calculada com o uso da equação da curva. A partir das diluições da amostra, dois pontos envolvendo 50 % de inibição são selecionados e uma equação de linha de regressão é usada para calcular os valores de IC50 exatos. Os valores da capacidade antioxidante equivalente ao Trolox (TEAC) são calculados dividindo-se os valores de IC50 da amostra pelos valores de IC50 de trolox. Portanto, um valor de IC50 baixo, bem como um valor de TEAC baixo, significa alta atividade de sequestro de radical DPPH.

[0017] Em uma modalidade, o agente de estabilização consiste em ou é produzir a partir de lignina despolimerizada. Em uma modalidade, o agente de estabilização consiste em ou produzido a partir de lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol.

[0018] Em uma modalidade, o processo de despolimerização é um processo de degradação catalisado por base ou um processo de despolimerização enzimática.

[0019] No contexto deste relatório descritivo, o termo "processo de degradação catalisada por base" pode se referir a um processo, em que a lignina é degradada ou despolimerizada pelo uso de um álcali a uma temperatura elevada. Em uma modalidade, essa temperatura é 250-380 oC, ou 280-320 oC. Em uma modalidade, o álcali compreende um hidróxido de um metal alcalino. Em uma modalidade, o álcali é selecionado a partir de um grupo que consiste em hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e qualquer combinação dos mesmos. Em uma modalidade, o álcali é hidróxido de sódio.

[0020] No contexto deste relatório descritivo, o termo "processo de despolimerização enzimática" pode se referir a um processo, em que a lignina é degradada ou despolimerizada pelo uso de uma enzima. Em uma modalidade, a enzima é uma enzima oxidante da lignina. Em uma modalidade, a enzima é uma enzima derivada de lacase. Em uma modalidade, o processo de despolimerização enzimática é realizado em uma solução de água. Em uma modalidade, a solução de água não contém um solvente ou catalisador.

[0021] Os componentes e suas quantidades precisas usadas para despolimerizar a lignina podem variar e a escolha dos diferentes componentes e suas quantidades é do conhecimento da pessoa versada com base neste relatório descritivo. Os valores de temperatura e pH podem ser controlados e ajustados, se necessário, durante o processo de despolimerização.

[0022] Em uma modalidade, a lignina despolimerizada tem um peso molecular ponderal médio de 420 – 4000 g/mol, ou 500 – 3600 g/mol, ou 700 – 3000 g/mol.

[0023] O peso molecular ponderal médio da lignina pode ser determinado com o uso de uma cromatografia de exclusão por tamanho de alto desempenho. Em uma modalidade, o peso molecular ponderal médio da lignina é determinado com o uso de uma cromatografia de exclusão por tamanho de alto desempenho da seguinte maneira: Duas medições paralelas são realizadas. NaOH a 0,1 M é usado como um eluente. A calibração é feita com o uso de padrões de sulfonato de Na- poliestireno com um peso molecular de 1.100-73.900 g/mol. Para controle de qualidade, lignina kraft de qualidade padrão e padrão de peso molecular de PSS são usados. As colunas usadas são pré-colunas PSS MCX, colunas de separação de 1000 Å e 100.000 Å preenchidas com matriz de copolímero de estireno sulfonado-divinilbenzeno. O programa de ciclo isocrático é usado. O tempo de ciclo é de 45 minutos. O volume de injeção é 50 µl. O fluxo é de 0,5 ml por minuto. A temperatura é de 25 oC. Como resultado da cromatografia, os valores de peso molecular médio numérico (Mn), peso molecular ponderal médio (Mw), peso molecular de pico (Mp) e índice de polidispersidade (PDI) podem ser relatados.

[0024] Em uma modalidade, o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 50 %, ou no máximo 40 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente. O peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é diminuído em comparação ao peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

[0025] Em uma modalidade, a composição de biodiesel contém no máximo 15 ppm de enxofre, ou no máximo 10 ppm de enxofre, ou essencialmente nenhum enxofre. A quantidade de enxofre presente na composição do biodiesel pode, pelo menos parcialmente, ser afetada pela seleção do tipo de lignina usada para produzir a composição do biodiesel. O teor de enxofre pode ser determinado de acordo com o padrão ASTM D5453.

[0026] No contexto deste relatório descritivo, o termo "lignina" pode se referir à lignina originada de qualquer fonte de lignina adequada. Em uma modalidade, a lignina é lignina essencialmente pura. Pela expressão "lignina essencialmente pura" deve ser entendida como lignina pelo menos 70 % pura, ou lignina pelo menos 90 % pura, ou lignina pelo menos 95 % pura, ou lignina pelo menos 98 % pura. Em uma modalidade, a lignina essencialmente pura compreende no máximo 30 %, ou no máximo 10 %, ou no máximo 5 %, ou no máximo 2 %, de outros componentes e/ou impurezas. Extrativos e carboidratos, como hemiceluloses, podem ser mencionados como exemplos desses outros componentes.

[0027] Em uma modalidade, a lignina contém menos de 30 % em peso, ou menos de 10 % em peso, ou menos de 5 % em peso, ou menos de 2 % em peso de carboidratos. A quantidade de carboidratos presentes na lignina pode ser medida por cromatografia de troca aniônica de alto desempenho com detector amperométrico pulsado (HPAE-PAD) de acordo com o padrão SCAN-CM 71.

[0028] Em uma modalidade, a porcentagem de cinzas da lignina é menor que 7,5 % em peso ou menor que 5 % em peso ou menor que 3 % em peso. O teor de cinzas pode ser determinado carbonificando e queimando-se rapidamente uma amostra de lignina de modo que os sais alcalinos não derretam antes da matéria orgânica ser queimada (por exemplo, 20 – 200 °C por 30 minutos, após o qual a temperatura é ajustada para 200 – 600 °C por 1 h, e posteriormente ajustando a temperatura para 600 – 700 °C por 1 hora), e finalmente a amostra de lignina é ignificada a 700 °C por 1 h. O teor de cinzas de uma amostra de lignina se refere à massa que resta da amostra após a queima e ignição, e é apresentado como porcentagem do teor seco da amostra. Em uma modalidade, a lignina é lignina técnica. No contexto deste relatório descritivo, o termo "lignina técnica" pode se referir à lignina que é derivada da lignina em qualquer biomassa por qualquer processo técnico. Em uma modalidade, a lignina técnica é lignina recebida de um processo industrial.

[0029] Em uma modalidade, a lignina é selecionada a partir de um grupo que consiste em lignina kraft, lignina de explosão de vapor, lignina de biorrefinaria, lignina de separação supercrítica, lignina de hidrólise, lignina precipitada por flash, lignina que origina biomassa, lignina de processo de polpação alcalina, lignina de processo de soda, lignina de polpação organosolv, lignina de processo alcalino, lignina de processo de hidrólise enzimática e qualquer combinação dos mesmos. Em uma modalidade, a lignina é lignina com base em madeira. A lignina pode ser originada de madeira macia, madeira dura, plantas anuais ou de qualquer combinação das mesmas.

[0030] Em uma modalidade, a lignina é lignina Kraft. Por "lignina kraft" deve ser entendido neste relatório descritivo, a menos que indicado de outra forma, lignina que se origina de licor negro de kraft. O licor negro é uma solução aquosa alcalina de resíduos de lignina, hemicelulose e produtos químicos inorgânicos usados em um processo de polpação kraft. O licor negro do processo de polpação compreende componentes originários de diferentes espécies de madeiras macias e duras em várias proporções. A lignina pode ser separada do licor negro por diferentes técnicas, incluindo, por exemplo, precipitação e filtração. A lignina geralmente começa a precipitar em valores de pH abaixo de 11 – 12. Diferentes valores de pH podem ser usados para precipitar frações de lignina com propriedades diferentes. Essas frações de lignina diferem entre si pela distribuição do peso molecular, por exemplo, Mw e Mn, polidispersidade, teores de hemicelulose e extrativo. A massa molar de lignina precipitada em um valor de pH superior é maior do que a massa molar de lignina precipitada em um valor de pH mais baixo. Além disso, a distribuição do peso molecular da fração de lignina precipitada em um valor de pH inferior é mais ampla do que a da fração de lignina precipitada em um valor de pH superior. A lignina precipitada pode ser purificada de impurezas inorgânicas, hemicelulose e extrativos de madeira com o uso de etapas de lavagem ácida. A purificação adicional pode ser alcançada por filtração.

[0031] Em uma modalidade, a lignina é lignina precipitada por flash. O termo "lignina precipitada por flash" deve ser entendido neste relatório descritivo como lignina que foi precipitada do licor negro em um processo contínuo, diminuindo-se o pH de um fluxo de licor negro, sob a influência de uma sobrepressão de 200 – 1000 kPa, até o nível de precipitação da lignina com o uso de um agente acidificante com base em dióxido de carbono, de preferência dióxido de carbono, e liberando repentinamente a pressão para precipitar a lignina. O método para produzir lignina precipitada por flash é revelada no pedido de patente FI

20106073. O tempo de residência no método acima é inferior a 300 s. As partículas de lignina precipitadas rapidamente, tendo um diâmetro de partícula menor que 2 µm, formam aglomerados, que podem ser separados do licor negro com o uso de, por exemplo, filtração. A vantagem da lignina precipitada por flash é sua maior reatividade em comparação à lignina kraft normal. A lignina precipitada por flash pode ser purificada e/ou ativada se necessário para o processamento adicional.

[0032] Em uma modalidade, a lignina é derivada de um processo alcalino. O processo alcalino pode começar com a liquefação da biomassa com um álcali forte seguido por um processo de neutralização. Após o tratamento alcalino, a lignina pode ser precipitada de maneira semelhante à apresentada acima.

[0033] Em uma modalidade, a lignina é derivada da explosão de vapor. A explosão de vapor é uma técnica de polpação e extração que pode ser aplicada à madeira e a outro material orgânico fibroso.

[0034] Por "lignina de biorrefinaria" deve ser entendido neste relatório descritivo, a menos que indicado de outra forma, a lignina que pode ser recuperada de uma instalação de refino ou processo em que a biomassa é convertida em combustível, produtos químicos e outros materiais.

[0035] Por "lignina de separação supercrítica" deve ser entendi neste relatório descritivo, a menos que indicado de outra forma, a lignina que pode ser recuperada da biomassa com uso de técnica de extração ou separação de fluido supercrítico. As condições supercríticas correspondem à temperatura e pressão acima do ponto crítico para uma determinada substância. Em condições supercríticas, fases líquidas e gasosas distintas não existem. A extração de líquido ou água supercrítica é um método de decomposição e conversão de biomassa em açúcar celulósico, empregando-se água ou líquido em condições supercríticas. A água ou o líquido, atuando como solvente, extrai os açúcares da matéria vegetal da celulose e a lignina permanece como uma partícula sólida.

[0036] Em uma modalidade, a lignina é derivada de um processo de hidrólise. A lignina derivada do processo de hidrólise pode ser recuperada da polpa de papel ou de processos químicos da madeira.

[0037] Em uma modalidade, a lignina se origina de um processo organosolv. Organosolv é uma técnica de polpação que usa um solvente orgânico para solubilizar a lignina e a hemicelulose.

[0038] Em uma modalidade, a lignina é de um processo de hidrólise enzimática. A hidrólise enzimática é um processo em que as enzimas auxiliam na clivagem das ligações em moléculas com a adição de elementos de água. Em uma modalidade, a hidrólise enzimática compreende hidrólise enzimática de celulose.

[0039] No contexto deste relatório descritivo, o termo "biodiesel" pode se referir aos ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa derivados de óleos vegetais ou gorduras animais. Em uma modalidade, o biodiesel é um biodiesel com base em éster metílico de ácido graxo (FAME). Outro termo correspondente frequentemente usado para "FAME" é éster metílico de óleo de colza (RME). As propriedades aceitas para o biodiesel são regulamentadas por padrões, por exemplo, ASTM D6751-07b.

[0040] Em uma modalidade, a composição de biodiesel compreende 250-1000 ppm do agente de estabilização.

[0041] Em uma modalidade, a composição de biodiesel compreende no máximo 1 % em peso de carbono fóssil, ou no máximo 0,5 % em peso de carbono fóssil, ou essencialmente nenhum carbono fóssil. No contexto deste relatório descritivo, o termo “carbono fóssil” pode se referir ao carbono em matérias-primas fósseis ou matérias-primas com base em petróleo. Em uma modalidade, a composição de biodiesel é derivada apenas de material biológico. Nessa modalidade, a composição de biodiesel pode conter apenas carbono moderno. No contexto deste relatório descritivo, o termo "carbono moderno" pode se referir ao carbono na biomassa ou material biológico. As plantas e outras formas de vida metabolizam o 14C, que se torna parte de todas as formas de vida e produtos biológicos. Em contraste, o carbono com base em petróleo não inclui uma quantidade de assinatura de 14C. Consequentemente, as matérias-primas com base em petróleo e os materiais com base em biomassa podem ser diferenciados com base em seu teor de 14C. O método padrão ASTM-D6866 pode ser usado para avaliar o teor de base biológica dos materiais para distinguir materiais com base em petróleo e materiais com base em biomassa com base em seu conteúdo de 14C.

[0042] A composição de biodiesel descrita no presente pedido tem a utilidade adicional de compreender um agente de estabilização de base biológica que compreende lignina despolimerizada. O uso de lignina tem a utilidade adicional de permitir a produção de uma composição de biodiesel composta apenas por material biológico, ou seja, uma composição de biodiesel totalmente de base biológica pode ser produzida. A lignina é um componente biológico e seu uso tem a utilidade adicional de permitir a redução das emissões de CO2 de um combustível. O uso de lignina despolimerizada como agente de estabilização na composição de biodiesel tem a utilidade adicional de mostrar um maior potencial antioxidante em comparação à mesma lignina antes de ser degradada em estruturas menores. A lignina despolimerizada pode, portanto, ser usada como antioxidante em uma composição de biodiesel. O agente de estabilização tem a utilidade adicional de conter apenas carbono moderno. Portanto, a quantidade de componentes biológicos pode ser aumentada quando se usa lignina despolimerizada como agente de estabilização, por exemplo, em FAME.

EXEMPLOS

[0043] Agora será feita referência em detalhes a várias modalidades.

[0044] A descrição abaixo revela algumas modalidades em tal detalhe que uma pessoa versada na técnica pode utilizar as modalidades com base na revelação. Nem todas as etapas ou particularidades das modalidades são discutidas em detalhes, uma vez que muitas das etapas ou particularidades serão óbvias para a pessoa versada na técnica com base neste relatório descritivo. Exemplo 1 - Produção de um agente de estabilização para uma composição de biodiesel

[0045] Neste exemplo, os agentes de estabilização foram produzidos e seu potencial antioxidante foi determinado.

[0046] A lignina usada para este exemplo foi lignina derivada de madeira de faia (Fagus sylvatica). A lignina usada neste exemplo foi derivada do processo alcalino ou do processo de hidrólise enzimática que são descritos acima. A lignina usada foi determinada, com base no padrão ISO 11885 (2009-06-22), como isenta de enxofre.

[0047] Dois processos de despolimerização diferentes foram usados para degradar ou despolimerizar a lignina, ou seja, a lignina foi submetida a 1) um processo de degradação catalisada por base (BCD) ou 2) um processo de despolimerização enzimática. A lignina derivada do processo de hidrólise enzimática foi submetida ao processo de despolimerização enzimática e a lignina derivada do processo alcalino foi submetida ao processo de degradação catalisada por base.

[0048] A degradação catalisada por base da lignina foi conduzida na presença de hidróxido de sódio em água quente comprimida a uma temperatura de 280-320 oC. A concentração de hidróxido de sódio na solução de lignina foi ajustada para 3 % em peso e a concentração de lignina na solução de lignina foi ajustada para 10 % em peso. Três amostras diferentes foram preparadas ajustando-se o tempo de residência para 5, 10 ou 15 minutos. Como resultado, as ligações de aril-aril-éter (a-O-4, b-O-4, 4-O-5) da lignina foram clivadas.

[0049] A degradação da lignina pelo processo de despolimerização enzimática foi realizada em solução aquosa na presença de uma enzima oxidante da lignina.

[0050] Os pesos moleculares ponderais médios, bem como os valores de TEAC, foram medidos para as amostras de lignina antes de serem submetidas ao processo de despolimerização e após as amostras de lignina terem sido submetidas ao processo de despolimerização. Os pesos moleculares ponderais médios e os valores de TEAC foram determinados seguindo a descrição dada acima. Os resultados são indicados na tabela abaixo. Tabela. Resultados da medição antes e após o processo de despolimerização Peso molecular ponderal médio Processo de despolimerização degradação catalisa- método enzimático da por base Mw (g/mol) antes 9263 23127 da despolimeriza- ção Mw (g/mol) após 2127 535 despolimerização Capacidade antioxidante Processo de despolimerização degradação catalisa- método enzimático da por base Valor de TEAC an- tes da despolime- 11,5 251 rização Valor de TEAC após 2,2 31 a despolimerização

[0051] A partir dos resultados recebidos, pode-se observar que a despolimerização da lignina de modo que seu peso molecular médio em peso fique na faixa de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol afeta beneficamente seu potencial ou capacidade antioxidante. Exemplo 2 - Produção de uma composição de biodiesel

[0052] Neste exemplo, uma composição de biodiesel foi produzida pela mistura de FAME com o agente de estabilização produzido no exemplo 1. A quantidade do agente de estabilização na composição do biodiesel foi de 500 ppm. O agente de estabilização tem capacidade antioxidante adequada para reduzir ou inibir a oxidação do FAME.

[0053] É óbvio para uma pessoa versada na técnica que com o avanço da tecnologia, a ideia básica da invenção pode ser implantada de diversas maneiras. As modalidades não são, portanto, limitadas aos exemplos descritos acima; ao invés disso, as mesmas podem variar dentro do escopo das reivindicações.

[0054] As modalidades descritas anteriormente podem ser usadas em qualquer combinação entre si. Várias das modalidades podem ser combinadas para formar uma modalidade adicional. Uma composição, um método, um combustível ou um uso, revelado no presente documento, pode compreender pelo menos uma das modalidades descritas anteriormente. Será entendido que os benefícios e vantagens descritos acima podem estar relacionados a uma modalidade ou podem estar relacionados a diversas modalidades. As modalidades não são limitadas àquelas que solucionam qualquer um ou todos os problemas indicados ou àquelas que têm qualquer um ou todos os benefícios e vantagens indicados.

Será entendido adicionalmente que a referência a 'um' item se refere a um ou mais desses itens.

O termo "que compreende" é usado neste relatório descritivo para significar incluindo a particularidade (ou particularidades) ou ação (ou ações) seguida a partir daí, sem excluir a presença de uma ou mais particularidades ou ações adicionais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de biodiesel caracterizada por compreender um agente de estabilização, em que o agente de estabilização compreende lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

2. Composição de biodiesel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 40 %, ou no máximo 30 %, ou no máximo 20 %, do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada.

3. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a lignina despolimerizada tem um peso molecular ponderal médio de 420 – 4000 g/mol, ou 500 – 3600 g/mol, ou 700 – 3000 g/mol.

4. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 50 %, ou no máximo 40 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

5. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição de biodiesel contém no máximo 15 ppm de enxofre, ou no máximo 10 ppm de enxofre, ou essencialmente nenhum enxofre.

6. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a lignina que é despolimerizada é a lignina técnica.

7. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o biodiesel é um biodiesel com base em éster metílico de ácido graxo.

8. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição de biodiesel compreende 250 – 1000 ppm do agente de estabilização.

9. Composição de biodiesel, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição de biodiesel compreende no máximo 1 % em peso de carbono fóssil, ou no máximo 0,5 % em peso de carbono fóssil, ou essencialmente nenhum carbono fóssil.

10. Método para produzir um agente de estabilização para uma composição de biodiesel, sendo o método caracterizado por compreender: fornecer lignina; e submeter a lignina a um processo de despolimerização para obter lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, para aumentar a capacidade antioxidante da lignina, em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o processo de despolimerização é um processo de degradação catalisado por base ou um processo de despolimerização enzimático.

12. Método para produzir uma composição de biodiesel que compreende um agente de estabilização, sendo o método caracterizado porcompreender combinar o agente de estabilização com biodiesel, e em que o agente de estabilização compreende lignina despolimerizada com um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.

13. Combustível diesel caracterizado por compreender a composição de biodiesel conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 - 9.

14. Uso de lignina despolimerizada como um agente de estabilização em uma composição de biodiesel caracterizado por ser para reduzir a oxidação da composição de biodiesel, em que a lignina despolimerizada tem um peso molecular ponderal médio de pelo menos 360 g/mol e no máximo 5000 g/mol, e em que o valor de TEAC da lignina despolimerizada é no máximo 50 % do valor de TEAC de uma lignina correspondente antes de ter sido despolimerizada, e em que o peso molecular ponderal médio da lignina despolimerizada é no máximo 60 % do peso molecular ponderal médio da lignina correspondente.