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SEMINÁRIO REGIONAL SOBRE PRODUÇÃO E USO DE
BIODIESELBACIA DO PARANÁ III
Santa Helena – PR
28 de março de 2006
Dra. Roseli A. Ferrari
O que é BioDiesel?❧ É um combustível renovável ❧ Produzido de óleos vegetais ou gorduras animais e álcool - Ésteres Metílicos - Realidade atual no Mundo - Ésteres Etílicos - Expectativa Brasil❧ É um combustível ecologicamente correto❧ Biodegradável❧ Não tóxico❧ Reduz emissão de gases poluentes❧ Melhora na ignição e lubricidade❧ Manuseio e estocagem mais seguros
Dra. Roseli A. Ferrari
Por que produzir biodiesel?
BiodieselBiodiesel
•• Protocolo de Kioto: “efeito estufa”Protocolo de Kioto: “efeito estufa”
•• Reduz as emissões de poluentes.Reduz as emissões de poluentes.
•• Não contém enxofre.Não contém enxofre.
PosicionamentoPosicionamentoEstratégico/Econômico
•• Busca de substitutos para os Busca de substitutos para os derivados de Petróleo.derivados de Petróleo.
•• AutoAuto--suficiência energética.suficiência energética.
•• Geração de emprego e rendaGeração de emprego e rendano campo.no campo.
PreocupaçãoPreocupaçãoAmbiental/Ecológica
“1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO2”
BiodieselBiodiesel
•• Protocolo de Kioto: “efeito estufa”Protocolo de Kioto: “efeito estufa”
•• Reduz as emissões de poluentes.Reduz as emissões de poluentes.
•• Não contém enxofre.Não contém enxofre.
PosicionamentoPosicionamentoEstratégico/Econômico
PosicionamentoPosicionamentoEstratégico/Econômico
•• Busca de substitutos para os Busca de substitutos para os derivados de Petróleo.derivados de Petróleo.
•• AutoAuto--suficiência energética.suficiência energética.
•• Geração de emprego e rendaGeração de emprego e rendano campo.no campo.
PreocupaçãoPreocupaçãoAmbiental/Ecológica
PreocupaçãoPreocupaçãoAmbiental/Ecológica
“1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO2”
Dra. Roseli A. Ferrari
Diesel X Diesel X Óleos e GordurasÓleos e Gorduras X X BiodieselBiodiesel Diesel - HidrocarbonetosDiesel - Hidrocarbonetos
HH33C-CHC-CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22-CH-CH33
Óleos e Gorduras - TriglicerídeosÓleos e Gorduras - Triglicerídeos
HH33C-CHC-CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22-COCH-COCH22
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HH33C-CHC-CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22-COCH-COCH22
Biodiesel – Éster Etílico ou MetílicoBiodiesel – Éster Etílico ou Metílico HH33C-CHC-CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22- CH- CH22-COC-COC22HH55
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Dra. Roseli A. Ferrari
PROCESSOS TECNOLÓGICOS
❧ Ácido Graxo + Metanol → Éster Metílico + Água R-COOH + CH3OH → R-COOCH3 + H2O
❧ Ácido Graxo + Etanol → Éster Etílico + Água R-COOH + CH3CH2OH → R-COOC2H5+ H2O
ESTERIFICAÇÃO
Dra. Roseli A. Ferrari
TECNOLOGIA BIODIESELConceito simplificado
Prensagem
Pré- tratamento do óleo
Transesterificação
BioDiesel
Oleaginosa > 40%Óleo
Tratamento da glicerina
Glicerina
Torta (8%Óleo)
Dra. Roseli A. Ferrari
TECNOLOGIA BIODIESELConceito simplificado
Transesterificação Tratamento da glicerina
Oleaginosa ≅ 20%Óleo
Tratamento semente
BioDiesel Glicerina
Extração solvente
Pré- tratamento do óleo
Farelo ≅ 1%Óleo
Dra. Roseli A. Ferrari
Parâmetros do processo de produção de biodiesel
❧Álcool (Metanol/Etanol)❧Excesso de reagente (álcool)❧Óleo (bruto/tratado)❧Teor de água❧Catalisador (ácido/básico,
homogêneo/heterogêneo, concentração)❧Reator (batelada ou contínuo)
Dra. Roseli A. Ferrari
ROTA Metílica ou Etílica ❧ Etanol❧ é renovável❧ hidratável❧ age como co-solvente para
éster e glicerol❧ dificuldade na separação de
fases❧ requer cuidados
❧ Metanol❧ tóxico❧ não renovável no presente❧ baixa solubilidade no óleo❧ muito solúvel no glicerol❧ decantação fácil
Óleo + Álcool Biodiesel + Glicerina100 + 10Metanol 100 + 10100 + 15Etanol 105 + 10
Dra. Roseli A. Ferrari
Parâmetros do processo: óleo bruto ou tratado
❧ Óleo bruto contêm:❧ Traços de metais (Ca, Mg) podem impedir a decantação e o
refino do glicerol❧ Umidade❧ Ácidos graxos livres❧ Surfactantes naturais (fosfolipídios) que causam emulsão
❧ Degomar, Neutralizar e Secar óleo é desejável
Dra. Roseli A. Ferrari
Parâmetros do processo: Teor de água❧ Contribuem para elevar o teor de água:❧ Óleo ❧ Álcool, Etanol deve ser anidro❧ CatalisadorA concentração de água deve ser a menor possível
❧ Depende de muitos parâmetros:❧ Álcool ❧ Óleo ❧ Catalisador
Separação do glicerol
Dra. Roseli A. Ferrari
Parâmetros do processo: O catalisadorBásico: Alcolatos, Hidróxidos ❧ Catálise rápida❧ Neutraliza Ácidos Graxos Livres, acidez < 0,1%
Ácido: H2SO4, organometálicos, zeólitas (catálise heterogênea)
❧ Reação é lenta❧ Eficiente para óleo bruto
Enzimático: Lipases (Bioreatores)
Vantagens técnicas devem ser consideradasPreço: balanço de custo de processamento e redução de perdas
Dra. Roseli A. Ferrari
Biodiesel
Purificação do Biodiesel
Álcool Anidro
Recuperação e Desidrataçãodo álcool em excesso
Glicerina
Destilação da glicerina
Separação de fases
Transesterificação
Preparo da matéria-primaDegomagemNeutralização
Lavagem/Secagem
ETAPAS DA ROTA ETÍLICA DE TRANSESTERIFICAÇÃO
Dra. Roseli A. Ferrari
PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA
óleo bruto água
75oC
gomas(50% água) óleo degomado
misturacentrifugação
Secagem
LECITINA
Dra. Roseli A. Ferrari
PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA
SECAGEM DO ÓLEO
vácuo
95oC
Secador
Sistema de vácuo
Dra. Roseli A. Ferrari
ETAPAS DO REFINO ALCALINO1. Neutralização
Soda cáustica
mistura
Retenção(tempo de contato)
do condicionamento 3. Lavagem
centrifugação
Sabões (borra)
Dra. Roseli A. Ferrari
ETAPAS DO REFINO ALCALINO2. Lavagem
centrifugação
Água(~ 10%)
mistura
da neutralização 4. Secagem
Água + sabões
95oC
Dra. Roseli A. Ferrari
ETAPAS DO REFINO ALCALINO3. Secagem
da lavagem
Sistema de vácuo
Óleo neutro/seco
vapor
água
Secador
Sistema de vácuo
Dra. Roseli A. Ferrari
PURIFICAÇÃO DO BIODIESEL❧ Destilação ❧ Neutralização
❧ Lavagem❧ Secagem
BIODIESEL pronto para
ser consumido
Dra. Roseli A. Ferrari
Tratamento da água glicerinosa
Água
glicerinosa
Água glicerinosa
purificada
Ácido mineral
Tanque de
separação
Tanques de
tratamento
Produtos químicos
Filtro prensa
Dra. Roseli A. Ferrari
Destilação da Glicerina
Glicerina destilada 99%
Filtração com carvão ativoDestilação
Dra. Roseli A. Ferrari
❧“O motor Diesel pode ser alimentado com óleos vegetais e poderá ajudar consideravelmente o desenvolvimento da agricultura nos países onde ele funcionar. I sto parece um sonho do futuro, mas eu posso predizer com inteira convicção que esse modo de emprego do motor Diesel pode, num tempo dado,
adquirir uma grande importância”
❧Rudolph Diesel