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SEMINÁRIO REGIONAL SOBRE PRODUÇÃO E USO DE

BIODIESELBACIA DO PARANÁ III

Santa Helena – PR

28 de março de 2006

TECNOLOGIAS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Dra. Roseli Aparecida FerrariDEA – UEPG

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


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.



•• 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.



“1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO2”


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

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-COCH


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



PROCESSOS TECNOLÓGICOS

❧Esterificação

❧Transesterificação


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


TRANSESTERIFICAÇÃOTRANSESTERIFICAÇÃO


TECNOLOGIA BIODIESELConceito simplificado

Prensagem

Pré- tratamento do óleo

Transesterificação

BioDiesel

Oleaginosa > 40%Óleo

Tratamento da glicerina

Glicerina

Torta (8%Óleo)


TECNOLOGIA BIODIESELConceito simplificado

Transesterificação Tratamento da glicerina

Oleaginosa ≅ 20%Óleo

Tratamento semente

BioDiesel Glicerina

Extração solvente

Pré- tratamento do óleo

Farelo ≅ 1%Óleo


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)


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


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


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


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


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


PROCESSO PRODUTIVO DO BIODIESEL


PREPARO DA MATÉRIA-PRIMA

❧DEGOMAGEM❧NEUTRALIZAÇÃO

● Lavagem● Secagem


PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA

óleo bruto água

75oC

gomas(50% água) óleo degomado

misturacentrifugação

Secagem

LECITINA


PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA

SECAGEM DO ÓLEO

vácuo

95oC

Secador

Sistema de vácuo


ETAPAS DO REFINO ALCALINO1. Neutralização

Soda cáustica

mistura

Retenção(tempo de contato)

do condicionamento 3. Lavagem

centrifugação

Sabões (borra)


ETAPAS DO REFINO ALCALINO2. Lavagem

centrifugação

Água(~ 10%)

mistura

da neutralização 4. Secagem

Água + sabões

95oC


ETAPAS DO REFINO ALCALINO3. Secagem

da lavagem

Sistema de vácuo

Óleo neutro/seco

vapor

água

Secador

Sistema de vácuo


Fluxograma simplificado usina de transesterificação


REATOR DE TRANSESTERIFICAÇÃO


SEPARAÇÃO DE FASES❧ Decantação ❧ Centrifugação


PURIFICAÇÃO DO BIODIESEL❧ Destilação ❧ Neutralização

❧ Lavagem❧ Secagem

BIODIESEL pronto para

ser consumido


Tratamento da água glicerinosa

Água

glicerinosa

Água glicerinosa

purificada

Ácido mineral

Tanque de

separação

Tanques de

tratamento

Produtos químicos

Filtro prensa


Concentração da Glicerina

3 Estágios de Evaporação


Destilação da Glicerina

Glicerina destilada 99%

Filtração com carvão ativoDestilação


Fabricas de Biodiesel Alemanha


Futura Planta Produção de Biodiesel Tecpar


BIODIESEL DE DIFERENTES MATÉRIAS-PRIMAS

GirassolSoja



MamonaAlgodão

Nabo forrageiro



Amendoim Palma



Canola/Colza Nogueira de Iguape


❧“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


❧Obrigada pela Atenção

Email [email protected]

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