BIOCOMBUSTÍVEIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

Prof. Dr. Daniel Albiero

FORTALEZA-CE

INTRODUÇÃO - Fotossíntese

BIOCOMBUSTÍVEIS

Biocombustíveis são combustíveis produzidos a partir da

biomassa (matéria orgânica).

Biomassa

Biocombustíveis

MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA-2009

(Oferta de energia)

MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA-2009

(Oferta de energia elétrica)

BIOCOMBUSTÍVEIS

Biocombustíveis

Gasosos

Sólidos

Líquidos

BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIOETANOL

Este é, de facto um processo antigo que, apesar da sua aplicação à escala verdadeiramente industrial datar de 1930, é um dos processos químicos que o Homem mais cedo descobriu. E se há 30 séculos os chineses destilavam o etanol a partir de licor fermentado de arroz, hoje em dia a fermentação é o processo industrial dominante (90% da produção mundial), e faz-se a partir de uma série de matérias-primas possíveis – açúcares (melaço, cana de açúcar, beterraba), amidos (milho, trigo, aveia, arroz, mandioca, batata doce, ervilha, feijão), celuloses (madeira, resíduos industriais ou agrícolas). Alguns dos microorganismos usados são as Saccharomyces cerevisiae e Zymonas mobilis. As reacções em jogo são: Açúcares (cana/batata doce)C12H22O11 + H2O  2 C6H12O6

C6H12O6  2 C2H5OH + 2 CO2

  Amido (milho/batata)[C6H10O5]x + x H2O  x C6H12O6

C6H12O6  2 C2H5OH + 2 CO2

  Celuloses (palhas/bagaço)C6H12O6  2 C2H5OH + 2 CO2

 Muito rapidamente, o exemplo de um processo de fermentação de açúcar é ilustrado na figura ao lado. A produção faz-se numa bateria de fermentadores que operam em contínuo. A corrente do 3º fermentador segue para um decantador que recebe a mistura que contém água, etanol, e óleo. O decantador liberta biomassa e proteínas. Desta corrente recircula-se 25% para o primeiro fermentador. Os restantes 75% são enviados para um filtro prensa que produz um composto rico em proteínas, o DDGS, que é vendido como ração animal. [6.2]

BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIOETANOL

FONTES - BIOETANOL

VANTAGENS - BIOETANOL

DESVANTAGENS - BIOETANOL

Hidrólise Enzimática - BIOETANOL

BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIODIESEL

BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIODIESEL

Etanol ou metanol

Metanol ou etanol

FONTES - BIODIESEL

VANTAGENS - BIODIESEL

VANTAGENS - BIODIESEL

DESVANTAGENS - BIODIESEL

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS - FONTES

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS - FONTES

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS

Pirólise

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS SYNGAS=Synthesis gas

VANTAGENS – BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS

DESVANTAGENS – BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES

BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES

BIOCOMBUSTÍVEIS GASOSOS• Biogás

– Mistura de gases:– Formação comum na natureza: pântanos, lamas escuras, locais onde a

celulose sofre decomposição;– Resultante da digestão anaeróbia (biometanização)

• Decomposição de material orgânico, por meio de bactérias;• Resíduos e água – biodigestor; • Atmosfera deficiente em oxigênio;

– Normalmente utiliza-se esterco e resíduos vegetais:• Suíno;• Bovino;• Aves (galinha);• Celulose.

– Fases da biometanização (digestão anaeróbia):

• Hidrólise – bactérias liberam enzimas responsáveis por quebrar moléculas maiores;

• Ácida – bactérias transformam moléculas de proteína, gordura e carboidratos em ácidos e outros componentes;

• Metanogênica – bactérias atuam sobre o hidrogênio e dióxido de carbono, produzindo metano.

– Após biometanização: biogás, uma parte sólida que decanta no fundo do tanque (biofertilizantes) e uma parte líquida que corresponde ao efluente mineralizado (tratado);

BIOGÁS

BIOGÁS - FONTES

Indiano

Chinês

Balão

BIOGÁS - SISTEMAS

BIOGÁS - SISTEMAS

VANTAGENS – BIOGÁS

DESVANTAGENS – BIOGÁS

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS

Bactérias para produzir biodiesel

• Cientistas desenvolveram uma cepa de cianobactéria, que possui cor azulada e capacidade de fazer fotossíntese, do gênero Synechocystis, para produzir ácidos graxos

• Os pesquisadores conseguiram retirar esses ácidos sem destruir a bactéria por meio da introdução de genes no DNA desses microrganismos para a produção de uma enzima chamada tioesterase.

• Com os ácidos graxos é possível produzir biodiesel.

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS• A manipulação da bactéria Escherichia coli,

comumente encontrada no intestino humano, pode gerar dois tipos de biocombustível de alta energia a partir de açúcares simples.

As bactérias podem secretar enzimas hemicelulase. As alterações genéticas possibilitam que as

bactérias produzam diretamente essas

moléculas a partir de um componente da

biomassa derivada das plantas.

•Nestas bactérias foram incorporados genes que permitem produzir ésteres de biodiesel de ácidos gordos e etanol”, conseguindo com isto que as bactérias fabricassem bicombustível passível ser diretamente usado.

• Bicombustível Perfeito • Pesquisadores da Universidade da

Califórnia modificaram geneticamente uma cianobactéria para fazê-la consumir dióxido de carbono e produzir o combustível líquido isobutanol, que tem grande potencial como alternativa à gasolina.

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR ALGAS

Bioquerosene

BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR ALGAS

Biodiesel