SEMINÁRIO REGIONAL SOBRE PRODUÇÃO E USO DE BIODIESEL BACIA DO PARANÁ III Santa Helena PR 28 de março de 2006
TECNOLOGIAS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL Dra. Roseli Aparecida Ferrari DEA UEPG
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? Biodiesel Preocupação Ambiental/Ecológica Protocolo de Kioto: efeito estufa 1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO2 Reduz as emissões de poluentes. Não contém enxofre. Posicionamento Estratégico/Econômico Busca de substitutos para os derivados de Petróleo. Auto-suficiência energética. Geração de emprego e renda no campo.
Diesel X Óleos e Gorduras X Biodiesel Diesel - Hidrocarbonetos H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-CH3 Óleos e Gorduras - Triglicerídeos H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-COCH2 H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-COCH H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-COCH2 Biodiesel Éster Etílico ou Metílico H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-COC2H5 Dra. Roseli A. Ferrari H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH 2- CH2-COCH3
PROCESSOS TECNOLÓGICOS Esterificação Transesterificação
PROCESSOS TECNOLÓGICOS ESTERIFICAÇÃO Ácido Graxo + Metanol Éster Metílico + Água R-COOH + CH3OH R-COOCH3 + H2O Ácido Graxo + Etanol Éster Etílico + Água R-COOH + CH3CH2OH R-COOC2H5+ H2O
TRANSESTERIFICAÇÃO
TECNOLOGIA BIODIESEL Conceito simplificado Oleaginosa > 40%Óleo Prensagem Torta (8%Óleo) Pré- tratamento do óleo Transesterificação BioDiesel Tratamento da glicerina Glicerina
TECNOLOGIA BIODIESEL Conceito simplificado Oleaginosa 20%Óleo Tratamento semente Extração solvente Farelo 1%Óleo Pré- tratamento do óleo Transesterificação BioDiesel Tratamento da glicerina Glicerina
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 Metanol Etanol tóxico é renovável não renovável no presente hidratável baixa solubilidade no óleo age como co-solvente para éster e glicerol muito solúvel no glicerol dificuldade na separação de decantação fácil fases requer cuidados Óleo + Álcool Biodiesel + Glicerina 100 + 10Metanol 100 + 10 100 + 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 Catalisador A concentração de água deve ser a menor possível Separação do glicerol Depende de muitos parâmetros: Álcool Óleo Catalisador
Parâmetros do processo: O catalisador Básico: 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 consideradas Dra. Roseli A. Ferrari Preço: balanço de custo de processamento e redução de perdas
ETAPAS DA ROTA ETÍLICA DE TRANSESTERIFICAÇÃO Preparo da matéria-prima Degomagem Neutralização Lavagem/Secagem Transesterificação Separação de fases Purificação do Biodiesel Recuperação e Desidratação do álcool em excesso Destilação da glicerina Biodiesel Álcool Anidro Glicerina
PROCESSO PRODUTIVO DO BIODIESEL
PREPARO DA MATÉRIA-PRIMA DEGOMAGEM NEUTRALIZAÇÃO Lavagem Secagem
PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA mistura centrifugação 75oC óleo bruto água gomas (50% água) óleo degomado Secagem LECITINA
PROCESSO DE DEGOMAGEM COM ÁGUA SECAGEM DO ÓLEO vácuo Sistema de vácuo 95oC Secador
ETAPAS DO REFINO ALCALINO 1. Neutralização mistura centrifugação do condicionamento Soda cáustica 3. Lavagem Retenção (tempo de contato) Sabões (borra)
ETAPAS DO REFINO ALCALINO 2. Lavagem mistura centrifugação da neutralização 4. Secagem 95oC Água (~ 10%) Água + sabões
ETAPAS DO REFINO ALCALINO 3. Secagem água vapor Sistema de vácuo Sistema de vácuo da lavagem Secador Óleo neutro/seco
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 Ácido mineral Produtos químicos Tanque de Filtro prensa separação Tanques de tratamento Água Água glicerinosa glicerinosa purificada
Concentração da Glicerina 3 Estágios de Evaporação
Destilação da Glicerina Glicerina destilada 99% Destilação Filtração com carvão ativo
Fabricas de Biodiesel Alemanha
Futura Planta Produção de Biodiesel Tecpar
BIODIESEL DE DIFERENTES MATÉRIAS-PRIMAS Soja Girassol
BIODIESEL DE DIFERENTES MATÉRIAS-PRIMAS Algodão Mamona Nabo forrageiro
BIODIESEL DE DIFERENTES MATÉRIAS-PRIMAS Palma Amendoim
BIODIESEL DE DIFERENTES MATÉRIAS-PRIMAS Canola/Colza Nogueira de Iguape
OmotorDieselpodeseralimentadocomóleosvegetaisepoderáajudarconsideravelmenteo desenvolvimentodaagriculturanospaísesondeelefuncionar.i stopareceumsonhodofuturo,maseu possopredizercominteiraconvicçãoqueessemododeempregodomotordieselpode,numtempodado, adquirirumagrandeimportância RudolphDiesel
Obrigada pela Atenção Email ferrarir@uepg.br