2. OBJETIVOS
3.4. PRODUÇÃO DE BIODIESEL
A qualidade do meio ambiente tem sofrido alterações significativas devido à poluição do ar, as mudanças climáticas e a formação de resíduos tóxicos como os resultantes do uso dos derivados de petróleo (ÇETINKAYA et al., 2005). Neste panorama, é necessário encontrar alternativas, surgindo, dentro delas, o biodiesel como um combustível “ecologicamente correto”, uma vez que e obtido a partir de fontes renováveis de biomassa, reduz de maneira significativa a emissão de poluentes tais como o monóxido de carbono, hidrocarbonetos não queimados e é praticamente livre de enxofre e substâncias aromáticas cancerígenas comuns nos derivados de petróleo (STOEGLEHNER e NARODOSLAWSKY, 2009).
O governo brasileiro tem promovido intensos esforços para promover a expansão da produção de bioenergia, em especial o etanol e o biodiesel. O Programa Nacional do Álcool (Proálcool, Decreto n° 76.593/75), a Lei da Inovação (Lei 10.973/04), a Lei do Biodiesel (Lei 11.097/05), o Plano Nacional de Agroenergia (PNA 2006–2011), dentre outros marcos regulatórios recentes, têm estimulado o aumento da participação dos biocombustíveis na matriz energética nacional (DURÃES, 2008). A expansão da produção dos biocombustíveis faz parte da agenda política do país. Políticas de isenção fiscal, subsídios a produtores, além da obrigatoriedade no uso tem alavancado o mercado brasileiro de biocombustíveis. O etanol e biodiesel são os principais “vetores” da indústria brasileira de bioenergia. No âmbito do
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etanol, o país é referencia mundial, sendo o segundo maior produtor mundial (perdendo apenas para os Estados Unidos), além de possuir o menor custo de produção (FAO, 2008). O mercado de biodiesel ainda é incipiente no país, quando comparado ao etanol. No entanto, os incentivos econômicos e a obrigatoriedade da mistura junto ao diesel fóssil têm alavancado a produção brasileira ao longo dos anos (PERIN et al., 2009).
Em 04 de dezembro de 2004, o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) surgiu com o objetivo de garantir a viabilidade econômica do biocombustível, visando à inclusão social e o desenvolvimento regional. A partir do PNPB foi criada a Lei 11.097, de 13 de janeiro de 2005, que tornou facultativo o acréscimo de 2 % (B2) de biodiesel no diesel de petróleo até 2008 e após esta data tal acréscimo passou a ser obrigatório. Entre 2008 e 2013 haveria um aumento da mistura para 5 % (B5), tornando se obrigatório após esta data. No entanto, com a resolução ANP Nº 4, de 02 de fevereiro de 2010, tornou-se obrigatória a adição de 5 % (B5) em volume de biodiesel no diesel a partir de 01 de janeiro de 2010. A produção estimada pela ANP está em torno de 176 milhões de litros anuais no Brasil (IHA, 2010).
O Brasil é um dos países que apresenta maior potencial para liderar a produção de bioenergia no mundo. A vasta extensão territorial, aliada às condições geoclimáticas favoráveis, confere ao país significativas vantagens frente aos demais países. Além disso, o potencial da agricultura brasileira não é totalmente explorado, apresentando áreas agriculturáveis subaproveitadas. Ademais, o histórico brasileiro na produção de etanol coloca o país na vanguarda da produção de bioenergia (GOES et. al, 2008; MARTHA JR, 2008).
A biomassa é uma das fontes de energia mais versátil e preciosa da qual temos acesso, podendo ser utilizada diretamente pela sua queima ou indiretamente sendo, neste caso, transformada em combustíveis através de processos termoquímicos, biológicos ou químicos, tais como pirólise, gaseificação, liquefação, extrações com fluido supercrítico, digestão anaeróbica, fermentação, hidrólise ácida ou enzimática e esterificação ou transesterificação.
Dentre as fontes de biomassa prontamente disponíveis encontram-se os óleos vegetais, um insumo interessante principalmente do ponto de vista energético (possuem elevado conteúdo energético) (NONHEBEL, 2005).
Existem diversas fontes de matérias primas oleaginosas vegetais, as quais possuem elevado potencial econômico e tecnológico para a produção do biodiesel. No Brasil, até o momento, o interesse maior tem sido convergido para a utilização do óleo de soja, cuja produção apresenta-se no contexto atual com altos níveis. Entretanto, existem outros óleos
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vegetais de elevado potencial econômico, tais como a mamona, o dendê, e o babaçu, os quais possuem níveis de produção consideráveis, assim como áreas agrícolas disponíveis e apropriadas para o cultivo em larga escala destas culturas (LIMA NETO et. al., 2006). Essa diversidade de matérias-primas que apresentam potencial para a produção de biodiesel, e a oportunidade de explorar o sinergismo que esta atividade apresenta com a agroindústria de cana-de-açúcar coloca o Brasil em uma posição privilegiada para a definição de uma matriz energética predominantemente renovável. (DOMINGOS et. al., 2006).
A produção de biocombustíveis, a partir de óleos vegetais in natura, tem sido alvo de diversos estudos em relação às fontes de energia renováveis, pois se percebeu que a aplicação direta de óleos vegetais em motores de combustão é limitada por algumas propriedades físico químicas dos mesmos, principalmente por sua alta viscosidade, sua baixa volatilidade e seu caráter poliinsaturado, que implicam em alguns problemas nesses motores, bem como em uma combustão incompleta. Assim, visando o aprimoramento dessas propriedades dos óleos vegetais, diferentes alternativas têm sido consideradas, tais como diluição, microemulsão com metanol ou etanol, craqueamento catalítico e reação de transesterificação com etanol ou metanol (NASCIMENTO et. al., 2001). Entre essas alternativas, o processo de transesterificação tem se apresentado como a melhor opção (NOUREDDINI et al, 1998), visto que o processo é relativamente simples promovendo a obtenção de biodiesel cujas propriedades são similares às do óleo diesel (DORADO et al, 2006). Podemos observar o fluxograma de processo da produção de biodiesel por transesterificação na Figura 3.8.
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Figura 3.8: Fluxograma do Processo de Produção do Biodiesel. (Adaptado de GONZALEZ et al., 2008)
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O biodiesel é definido como sendo um mono-alquil éster de ácidos graxos derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais, obtido através de um processo de transesterificação, no qual ocorre à transformação de triglicerídeos com um álcool de cadeia curta, metanol ou etanol, em moléculas menores de ésteres de ácidos graxos. (PARENTE, 2003).
Com esses aspectos o biodiesel torna-se uma forma eficiente de diversificar a matriz energética, contribuindo para a conservação do meio ambiente, através da redução de emissão de gases de efeito estufa, uma vez que, o biodiesel está livre de teores de enxofre e compostos aromáticos, não é tóxico, é biodegradável e é oriundo de fontes renováveis. Além do aspecto ambiental, o aspecto econômico é de grande relevância, visto que o biodiesel abre
Pré-Tratamento
da matéria-prima
Reação de
Transesterificação
Preparo da Solução ReagenteSeparação de Fases
Purificação
dos Ésteres
Evaporação do Álcool Separação da Glicerina Lavagem DesidrataçãoBiodiesel
Matéria Prima
Catalisador
NaOH ou KOH
Catalisador
NaOH ou KOH
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oportunidades de geração de empregos no campo, valorizando a mão de obra rural, bem como no setor industrial valorizando a mão de obra especializada na produção de biodiesel.