Aula-Semana.05

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Profa. Dra. Ana Maria Pereira Neto Profa. Dra. Ana Maria Pereira Neto Profa. Dra. Ana Maria Pereira Neto Profa. Dra. Ana Maria Pereira Neto

ana.neto@ufabc.edu.br ana.neto@ufabc.edu.br ana.neto@ufabc.edu.br ana.neto@ufabc.edu.br

Biotecnologia: produção de combustíveis a

partir de fontes renováveis

Produção de

Biodiesel

Produção de

Biodiesel

Por que não utilizar o óleo bruto?

Uso do Óleo

Uso do Óleo in natura

in natura

Problemas associados ao uso do óleo in natura:

alta viscosidade: ocasiona atomização ineficiente e depósitos nos motores, provocando combustão incompleta;

excessivo depósitos de carbono, obstrução nos filtros de óleo e bicos injetores;

colagem de anéis no bico injetor, aumentando a pressão de bombeamento; degradação do óleo lubrificante pela contaminação deste com o óleo vegetal;

(2)

Uso do Óleo

Uso do Óleo in natura

in natura

formação de acroleína (composto irritante, tóxico e carcinogênico) pela decomposição térmica do glicerol.

Problemas associados:

C

H

C

H

O

H

Composição Química

Composição química de óleos e gorduras:

TAG: triglicerídeos ou triacilgliceróis (cerca de 90 a 98%);

mono- e diglicerídeos, ácidos graxos livres, produtos de decomposição dos TAG;

fosfolipídios, fosfatídeos, esteróis, carotenóides, vitaminas, entre outros. HC H2C H2C O O O C O C O C O C H2 CH3 C H2 CH3 C H2 CH3

Gordura

Gordura vs

vs

Óleo?

Gordura

Gordura vs

vs

Óleo?

uma gordura um óleo

Gordura

Gordura vs

vs

Óleo

(3)

Composição Química

Composição química de algumas fontes de ácidos graxos:

Fonte

Fonte PalmíticoPalmítico EsteáricoEsteárico OléicoOléico LinoléicoLinoléico OutrosOutros coco coco 5,00 3,00 6,00 --- 67,5 oliva oliva 14,6 --- 75,4 10,0 ---amendoim amendoim 8,50 6,00 51,6 26,0 7,90 algodão algodão 28,6 0,90 13,0 57,2 0,30 milho milho 6,00 2,00 44,00 48,00 ---soja soja 11,0 2,00 20,0 64,0 0,30 girassol girassol 6,40 2,90 17,7 72,8 0,20 mamona mamona --- 3,00 3,00 1,20 92,8

Rotas de

Produção

Produção de

de

Biodiesel

Rotas de

Produção

Produção de

de

Biodiesel

Rotas Tecnológicas

Pirólise ou craqueamento:

Modificação química causada por energia térmica na ausência de ar ou oxigênio. Estudos envolvem a clivagem de ligações químicas para a formação de moléculas menores, adequadas para aplicação em motores diesel.

Parâmetros estudados são:

efeito da temperatura no tipo de produto obtido;

uso de catalisadores (em geral sais metálicos), para obtenção de parafinas e olefinas similares àquelas do diesel de origem fóssil;

caracterização dos produtos de decomposição térmica (alcanos, alcenos alcadienos, cicloalcanos, alquilbenzenos, aromáticos e ácidos carboxílicos). No Brasil, há estudos desenvolvidos pela EMBRAPA, em parceria com a UNB; Protótipo comercial em fase de desenvolvimento pela empresa Global Energy and Telecommunication (GET), com apoio da FINEP.

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Rotas Tecnológicas

Microemulsificação:

Microemulsões são dispersões termodinamicamente estáveis, translúcidas, claras e isotrópicas de óleo, água, surfactante e cosurfactantes (moléculas anfifílicas pequenas), com tamanho das gotículas variando de 100 a 1000 Å. Pode ser produzida de óleos vegetais com um éster e um dispersante (cosolvente) ou de óleos vegetais, um álcool (metanol, etanol ou propanol-aditivo para baixar a viscosidade) e um surfactante (alcoóis maiores), com ou sem óleo diesel.

Propiciam melhoria de desempenho, mas o uso prolongado causa entupimento no injetor, acúmulo de carbono (ao redor dos orifícios do injetor e depósitos nas válvulas de exaustão) e combustão incompleta, reduzindo a qualidade das emissões e a quantidade de energia produzida.

Rotas Tecnológicas

Diluição de óleos vegetais em óleo diesel, um solvente ou etanol.

Porém, os resultados dessa abordagem foram variados, gerando problemas de motor similares aos encontrados para a combustão de óleos vegetais puros.

Reação de Esterificação:

ácido carboxílico + álcool éster alquílico + H2O

Catalisador

Diluição:

Esterificação e Transesterificação:

Processo que consiste na reação de matéria prima graxa com um produto intermediário ativo (metóxido ou etóxido), oriundo da reação entre alcoóis (metanol ou etanol) e uma base (hidróxido de sódio ou de potássio). Os produtos desta reação química são: a glicerina (transesterificação) ou água (esterificação); e uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos (biodiesel).

Transesterificação

C H2 C H _CH 2 O O O C C C O O O CH2 CH3 CH2 CH3 CH2 CH3 C O CH2 CH3 O C H2 CH3 C H2 C H CH2 OH OH OH C H3 _C H2 OH

3 + 3 +

catalisador Reação global de transesterificação:

álcool álcool

triglicerídeo

triglicerídeo éster alquílicoéster alquílico glicerol

glicerol

Catálise Heterogênea, Homogênea

e Enzimática

Catálise Heterogênea, Homogênea

e Enzimática

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Produção de Biodiesel

CatáliseCatálise EnzimáticaEnzimática::

EnzimasEnzimas são proteínas que atuam como catalisadores biológicos. São empregadas como catalisadores de reações específicas;

Para a produção de biodiesel, a enzima utilizada é a lipaselipase (degradação de triacilgliceróis à ácidos graxos e glicerol);

São produzidas intra e extracelularmente em diversos microrganismos

microrganismos (Candida rugosa, Pseudomonas alcaligenes, etc.);

SintetizaSintetiza especificamenteespecificamente ésteres alquílicos (os substratos sofrem reação no sítio ativo da enzima);

Biodiesel

Biodiesel -- Catálise Enzimática

Catálise Enzimática

Permite a recuperação simples do glicerol;;

Ocorre a transesterificação total dos ácidos graxos livres; Permite o uso de condições brandas no processo;

Faz com que não ocorram reações colaterais de formação de subprodutos (menor produção de contaminantes);

Apresenta elevados rendimentos, tornando-se uma alternativa comercialmente muito mais rentável.

VantagensVantagens dodo usouso dada catálisecatálise enzimáticaenzimática::

Biodiesel

Biodiesel -- Catálise Enzimática

Catálise Enzimática

DesvantagensDesvantagens dodo usouso dada catálisecatálise enzimáticaenzimática::

Porém, apresenta custo elevado dos processos de extração e purificação das macromoléculas;

Sua instabilidade em solução representa um obstáculo à recuperação do biocatalisador após seu uso;

Alto custo das enzimas puras.

Produção de Biodiesel

CatáliseCatálise HeterogêneaHeterogênea:: os reagentes e o catalisador estão em fases diferentes.

Síntese de Haber (NH3);

Processo de Ostwald (HNO3);

Conversores catalíticos.

CatáliseCatálise HomogêneaHomogênea:: os reagentes e o catalisador estão dispersos em uma única fase, normalmente líquida.

Catálise ácida; Catálise básica.

(6)

Biodiesel

Biodiesel –– Catálise Heterogênea

Catálise Heterogênea

ChoquesChoques intermolecularesintermoleculares são ineficientes;

EnvenenamentoEnvenenamento catalíticocatalítico;

Reações dependem de dispositivosdispositivos complexoscomplexos dede engenhariaengenharia.

Processo de Haber Processo de Haber (síntese de NH (síntese de NH33))

Biodiesel

Biodiesel –– Catálise Heterogênea

Catálise Heterogênea

PrincipalPrincipal vantagemvantagem::

A etapa de lavagemlavagem do biodiesel é eliminadaeliminada;

HidroesterificaçãoHidroesterificação.

Éster livre de catalisador!

Biodiesel

Biodiesel –– Catálise Homogênea

Catálise Homogênea

ChoquesChoques intermolecularesintermoleculares são mais eficienteseficientes;

Muitos catalisadorescatalisadores são conhecidosconhecidos;

ReaçãoReação éé bembem estabelecidaestabelecida para rotas com OH-_{e H}+_;

DifícilDifícil realizar a purificaçãopurificação dodo ésteréster;

A lavagemlavagem dodo biodieselbiodiesel pode ser considerada uma etapaetapa críticacrítica.

Biodiesel

Biodiesel –– Catálise Homogênea

Catálise Homogênea

MetodologiaMetodologia comercialmentecomercialmente utilizadautilizada;

CatáliseCatálise básicabásica é a mais empregadaempregada;

Utiliza uma razãorazão molarmolar óleoóleo::álcoolálcool de 11::66, na presença de 00,,44%% de NaOH

NaOH ou KOHKOH;

Gera altosaltos níveisníveis dede conversãoconversão de triglicerídeos em ésteres metílicos ou etílicos em curtocurto tempotempo dede reaçãoreação, apresentando melhor rendimento do que a catálise ácida.

(7)

Produção Comercial de Biodiesel

Produção de Biodiesel

Petrobio

Produção de

Produção de Biodiesel

Biodiesel -- Batelada

Batelada

Preparo da matéria prima:

processo de neutralização

Biomassa

operação de secagem ou desumidificação

Lavagem com solução alcalina (NaOH ou KOH)

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

Processo de extração:

MATÉRIA PRIMA

ROTA DE EXTRAÇÃO

ÓLEO OU GORDURA

origem vegetal, animal origem vegetal, animal

ou residual ou residual

mecânica ou química mecânica ou química

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Produção de Biodiesel

Rotas de extração:

Mecânica: recomendada para pequena e média capacidade de processamento (< 200 ton/dia); oleaginosas com alto teor de óleo (> 35%).

Solvente: recomendada para grandes capacidades de processamento (> 300 ton/dia); oleaginosas com baixo teor de óleo (< 25%).

Mista (mecânica/solvente): recomendada para grandes e médias capacidades de processamento (> 200 ton/dia); oleaginosas com médio e grande teor de óleo (> 25%).

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

MISTURADOR

REATOR

ÁLCOOL CATALISADOR NaOH ou KOH (0,3 – 1,5%)

SEPARADOR

Óleo ou Gordura

Transesterificação 67°C (25 a 85°C)

...

Fluxograma do processo de produção de biodiesel:

O que ocorre no misturador?

Mecanismo de Reação

Mecanismo da reação de transesterificação, catalisada por base, do triglicerídeo com álcool:

Reação do catalisador com o álcool (pré-etapa):

NaOH

+

CH

₃

OH

NaOCH

₃

+

H

₂

O

NaOCH

₃

- OCH

₃

+

Na

+

Formação do

(9)

O que ocorre no reator?

Mecanismo de Reação

1ª etapa: ataque nucleofílico do alcóxido no grupo carbonila do triglicerídeo, gerando um intermediário tetraédrico.

2ª etapa: reforma da ligação carbonílica e saída do grupo de partida.

- OCH

₃

C

O

R

R'

C

R'

O

R

OCH

₃

+

O

R

C

R'

O

CH

₃

O

C

R'

O

R

OCH

₃

+

Mecanismo de Reação

3ª etapa: após a protonação do “glicerol”, o catalisador é regenerado.

O

R

+

H

₂

O

R

OH

+

OH

Recuperação do Catalisador

Transesterificação

C H2 C H CH2 O O O C C C O O O CH2 CH3 CH2 CH3 CH2 CH3 C O CH2 CH3 O C H2 CH3 C H3 _C H2 OH

_{+ +}

catalisador 1ª etapa: C H2 C H CH2 O O OH C C O O CH2 CH3 CH2 CH3

(10)

Transesterificação

C O CH2 CH3 O C H2 CH3 C H3 _C H2 OH

+ +

catalisador 2ª etapa: C H2 C H CH2 O O OH C C O O CH2 CH3 CH2 CH3 C H2 C H _CH 2 O OH OH C O CH2 CH3

Transesterificação

3ª etapa: C H2 C H CH2 OH OH OH C O CH2 CH3 O C H2 CH3 C H3 _C H2 OH catalisador C H2 C H CH2 O OH OH C O CH2 CH3

+ +

Transesterificação

Reação global de transesterificação: C H2 C H _CH 2 O O O C C C O O O CH2 CH3 CH2 CH3 CH2 CH3 C O CH2 CH3 O C H2 CH3 C H2 C H CH2 OH OH OH C H3 _C H2 OH

3 + 3 +

catalisador

O que ocorre no separador?

(11)

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

SEPARADOR

RECUPERAÇÃO DO RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DOS ÉSTERES ÁLCOOL DOS ÉSTERES

FASE LEVE FASE LEVE FASE PESADA RECUPERAÇÃO DO RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DO GLICEROL ÁLCOOL DO GLICEROL DESIDRATAÇÃO DO DESIDRATAÇÃO DO ÁLCOOL ÁLCOOL

...

EXCESSO DE ÁLCOOL

...

RECUPERADO

MISTURADOR

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

...

GLICERINA DESTILADA GLICERINA DESTILADA RESÍDUO GLICÉRICO RESÍDUO GLICÉRICO RECUPERAÇÃO DO RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DO GLICEROL ÁLCOOL DO GLICEROL GLICEROL DESTILAÇÃO DA GLICERINA DESTILAÇÃO DA GLICERINA

Subprodutos

Glicerina: alto valor agregado e com aplicações diversas na indústria química.

Indústria farmacêutica: cápsulas, supositórios, xaropes, cremes, pomadas, etc.;

Cosméticos: batons, cremes de pele, loções pós-barba, etc.; Tabaco: filtros de cigarro e veículo de aromas;

Têxteis: amaciamento das fibras;

Alimentos e bebidas: umectante e conservador.

1 L de biodiesel

(12)

Subprodutos

Torta, farelo, entre outros subprodutos: podem agregar valor se constituir em outras fontes de renda importantes para os produtores agrícolas e industriais.

Entretanto, deve ser observado que a magnitude do mercado de combustíveis introduz o desafio de se buscar novos mercados e aplicações para o uso da glicerina e de outros subprodutos, haja vista que a capacidade produtiva destes aumentará bastante com o

desenvolvimento da produção do biodiesel.

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

...

BIODIESEL

ÁGUA LEVEMENTE ACIDIFICADA

SECAGEM

RECUPERAÇÃO DO RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DOS ÉSTERES ÁLCOOL DOS ÉSTERES

NEUTRALIZAÇÃO

LAVAGEM

ÉSTERES ÁGUA DE LAVAGEM

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

Após a reação de transesterificação (85-95% de conversão):

a massa reacional final é constituída de duas fases:

fasefase maismais densadensa:: composta de glicerina bruta, impregnada dos excessos utilizados de álcool, de água e de impurezas inerentes à matéria prima; fasefase menosmenos densadensa:: constituída de uma mistura de ésteres (metílicos ou etílicos), também impregnado de excessos reacionais de álcool e de impureza. podem ser separáveis por decantação e/ou por centrifugação;

a fase pesada é submetida a um processo de evaporação, eliminando-se da glicerina bruta a água e o álcool , cujos vapores são liquefeitos (condensador); a glicerina bruta é um subproduto vendável, mas ela pode ser purificada por destilação a vácuo (produto límpido e transparente: glicerina destilada).

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

Após a reação de transesterificação:

o álcool residual é recuperado da fase mais leve, liberando para as etapas seguintes, os ésteres metílicos ou etílicos;

o excesso residual de álcool contém quantidades significativas de água e a desidratação do álcool é feita por destilação.

os ésteres são lavados (água levemente ácida e quente para remoção de metanol residual e sais) por centrifugação e desumidificados;

o biodiesel resultante deverá ter suas características enquadradas nas especificações estabelecidas pela ANP para uso em motores do ciclo diesel.

(13)

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel -- Batelada

Batelada

NaOCH

₃

H

2

O

NaOH

H

3

COH

Triglicerídeo

Sabão

Glicerina

Ácido Graxo

Sabão

H

2

O

Ácido Graxo

Sabão

Acidificação: Reações paralelas:

Sabão

+

Ácido

Ácido Graxo

+

Sal

+

NaOCH

₃

NaOH

H

₃

COH

Produção de Biodiesel

Maior quantidade de água no processo de produção: Maior presença de hidróxido no sistema;

Maior quantidade de sabão (maior custo de purificação e dificuldades na separação do biodiesel da glicerina);

Maior consumo de catalisador; Menor conversão da reação.

ComoComo evitarevitar aa água?água?

 RemoçãoRemoção dada umidadeumidade ee dede ácidosácidos graxosgraxos livreslivres dodo óleoóleo;;

 UtilizarUtilizar álcoolálcool anidroanidro..

Produção de Biodiesel

O excessoexcesso de agenteagente transesterificantetransesterificante (álcool primário) faz-se necessário devido ao carátercaráter reversívelreversível dada reaçãoreação.

proporção álcool:óleo é de 66::11, podendo variar de 4:1 a 20:1. Trioleína + 6 MeOH  3 Oleato de Metila + Glicerol + 3 MeOH

885,46 g 192,24 g 889,50 g 92,10 g 96,12 g Proporções usualmente empregadas na produçãoprodução dede biodieselbiodiesel:

Reagentes Quantidade (kg)

Gordura ou óleo 100

Álcool primário (MeOH) 10

Catalisador (NaOH) 0,30

Neutralizador (H2SO4) 0,36

Produção de Biodiesel

Escolha do agente transesterificante: implica em modificações na temperatura de operação, tempo de agitação e, ou velocidade de agitação. Outros fatores:

custo do álcool (MeOH é mais barato que o EtOH);

quantidade (1 ton de trioleína necessários 109 kg de MeOH ou 156 kg de EtOH);

MeOH: origem fóssil (fontes: gás natural, gás do petróleo, pirólise do carvão, gaseificação da madeira, etc.);

facilidade de recuperação e reutilização (custos e teor de umidade); toxicidade (metanol pode causar cegueira);

MeOH anidro é muito corrosivo para algumas ligas de alumínio; EtOH comercial contém ácido acético, sendo corrosivo também.

(14)

Produção de Biodiesel

DificultaDificulta osos processosprocessos dede separaçãoseparação do glicerol e a purificaçãopurificação do biodiesel.

Óleos devem possuir baixobaixo teorteor dede ácidosácidos graxosgraxos, pois estes podem reagir com o catalisador alcalino formando produtos saponificados.

A formação de produtosprodutos saponificadossaponificados diminui a eficiência de conversão.

No caso de óleos de elevada acidez (exemplos: óleos residuais, gordura animal e algumas oleaginosas típicas do Norte e Nordeste do Brasil), a catálisecatálise ácidaácida é a indicada (acima de 4% de acidez).

Produção de Biodiesel

ReduzReduz significativamentesignificativamente oo númeronúmero dede etapasetapas de purificação dos produtos, bem como a possibilidade de serem reutilizadosreutilizados (semelhante à catálise heterogênea).

Reação é lentalenta e requer temperaturas em torno de 100100ºCºC.

RotaRota etílicaetílica:: formação de um azeótropoazeótropo comcom aa águaágua, além de retardar a reação.

Etanol X Metanol

O biodiesel pode ser produzido com dois tipos de álcool: o metanol, proveniente do petróleo, ou o etanol, proveniente da cana-de-açúcar.

Hoje as empresas produtoras empregam o metanol.

A produção de biodiesel, com o uso do etanol, ainda está em estudo nas universidades e centros de pesquisas.

Na medida em que as pesquisas apontarem para a melhor viabilidade do etanol para produção de biodiesel, não haverá nenhuma restrição ao seu uso – pelo contrário, o Brasil, na qualidade de grande produtor de álcool combustível que é, deverá ampliar seu uso.

Biodiesel

Biodiesel vs

vs

Diesel

Biodiesel

(15)

Biodiesel

Biodiesel vs

vs

Diesel

Vantagens:

isento de enxofre e compostos aromáticos, proporcionando uma combustão mais limpa, livre de SOxe compostos carcinogênicos; maior ponto de fulgor, tornando mais seguros seu transporte, manuseio e utilização;

composição química homogênea e presença de oxigênio (~11%) proporcionam uma combustão mais completa e eficiente, gerando menos resíduos indesejáveis, como materiais particulados e CO;

alto número de cetano (em torno de 56% superior): elevado poder de auto-ignição e de combustão, aspecto que se reflete na partida “a frio”, no ruído do motor e no gradiente de pressão dos motores diesel;

Biodiesel

Biodiesel vs

vs

Diesel

Vantagens:

viscosidade apropriada, próxima à do diesel mineral;

biodegradável e possui uma excelente capacidade lubrificante, proporcionando uma maior vida útil aos equipamentos dos motores diesel nas quais for empregado.

Desvantagens:

menor estabilidade oxidativa, decorrente das ligações insaturadas existentes nas cadeias carbônicas provenientes dos ácidos graxos. Pode comprometer a armazenagem e as características do biocombustível;

*pode ser superada pela utilização de aditivos (antioxidantes) que melhorem sua conservação.

Biodiesel

Biodiesel vs

vs

Diesel

Desvantagens:

maior ponto de névoa, ou seja, temperatura inicial de cristalização do óleo, relacionada à sua fluidez. Implica negativamente no funcionamento do filtro de combustível e nos sistemas de alimentação do motor, quando é acionado a baixas temperaturas.

menor poder calorífico (~ 5%), ou seja, menor quantidade de energia desenvolvida por unidade de massa, por ocasião da queima do biodiesel. Porém, dada a combustão mais completa, o consumo específico é equivalente ao do diesel mineral;

maior emissão de óxidos de nitrogênio (NOx), responsáveis por

provocar a chuva ácida e pela destruição da camada de ozônio.

Biodiesel

Biodiesel -- Redução de Emissões

Redução de Emissões

% Biodiesel % A lt e ra çõ e s n a s E m is sõ e s

Alterações nas emissões em função da porcentagem de biodiesel no diesel de origem fóssil:

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Efeito Estufa

Potencial de efeito estufa:

CO

₂₂

<<

CH

₄₄

<<<

N

₂₂

O

http://bhuvans.files.wordpress.com

GEEs

Principais gases de efeito estufa (GEEs):

H

22

O

(v)(v)

CO

₂₂

N

22

O

CH

44

O

₃₃

GEEs

Principais GEEs (Protocolo de Quioto – mitigação): CO2– dióxido de carbono; N2O – óxido nitroso; CH4– metano; CFCs – clorofluorcarbonetos; HFCs – hidrofluorcarbonetos; PFCs – perfluorcarbonetos; SF6– hexafluoreto de enxofre.

Óxidos de Nitrogênio

OsOs óxidosóxidos dede nitrogênionitrogênio sãosão estáveisestáveis ((NONOxxee NNyyOOxx))::

NO (óxido nítrico)

NO2(dióxido de nitrogênio)

N2O (óxido nitroso)

N2O3(trióxido de nitrogênio)

(17)

Óxidos de Nitrogênio

NO

NO::

Incolor; Concentração ambiente: < 0,5 ppm; Não nocivo ao ser humano; No entanto, é precursor do NO2.

NO

₂₂

::

Cor vermelha/marrom, visível em concentração de 1,0 ppm;

Efeitos sobre saúde humana ainda não são completamente conhecidos; Acima de 1,5 ppm ocasiona problemas nas vias respiratórias e olhos; Padrão primário de qualidade do ar para NOx: 100µg/m3(USA e Paraná) .

Óxidos de Nitrogênio

Fontes

Fontes de

de NO

NO

_xx

::

90% são gerados em processos de combustão;

Principais produtores: países com geração termoelétrica (50% provem destas fontes);

Balanço global não é tão preocupante, pois o NOxprecipita como chuva

ácida (na forma de ácido nítrico, HNO3- fertilizante).

Reações

Reações globais

globais::

N

₂

+

O

₂

2 NO

NO

+

O

₂

2 NO

₂

2 Óxidos de Nitrogênio

Óxidos de Nitrogênio

Efeito do número de cetano na emissão de NOxe de MP (NREL 2003):

número de cetano

Biodiesel:

Biodiesel: principais desafios

principais desafios

Biodiesel:

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Desafios

Como evitar o avanço exagerado de fronteiras agrícolas e onde produzir oleaginosas?

Qual deverá ser o investimento (tempo e montante) necessário de P, D & I?

Políticas públicas de incentivo ao uso de fontes de energia renováveis, criação de taxas, subsídios, incentivos fiscais, etc. O que fazer com os co-produtos da cadeia produtiva do biodiesel? Como o mercado de óleo, farelo e glicerina será afetado? Como ampliar a produção das fontes de óleo e utilizá-las de forma sustentável (logística de transporte, estocagem, etc.)?

Desafios

Qual é o limite do mercado do biodiesel?

Até que ponto a produção de biodiesel será sustentável? O balanço energético é positivo?

Como padronizar o biodiesel final derivado de diversas fontes? Como o uso da terra e dos recursos hídricos são realizados? O clima é um fator de volatilidade das cotações dos preços agrícolas.

Como quantificar o sequestro de carbono? Como valorar os ativos ambientais? ...

Biodiesel no Brasil

A produção e o uso do biodiesel no Brasil propiciam o desenvolvimento de uma fonte energética sustentável.

Em 2008, o uso do biodiesel evitou a importação de 1,1 bilhões de litros de diesel de petróleo (economia de cerca de US$ 976 milhões). O biodiesel traz outros efeitos indiretos de sua produção e uso, como o incremento à economias locais e regionais, tanto na etapa agrícola como na indústria de bens e serviços.

Com a ampliação do mercado do biodiesel, milhares de famílias brasileiras serão beneficiadas, com o aumento de renda proveniente do cultivo e comercialização das plantas oleaginosas utilizadas na

Biodiesel no Brasil

A produção de biodiesel já gerou cerca de 600 mil postos de trabalho no campo, de acordo com dados do Ministério do Desenvolvimento Agrário.

Dessa forma, o biocombustíveis têm uma importância estratégica para o desenvolvimento sustentável do país e para a redução das disparidades regionais.

Outro benefício para a sociedade é o efeito positivo sobre o meio ambiente, acarretando a diminuição das principais emissões no setor de transportes em comparação ao diesel derivado do petróleo.

(19)

Biodiesel no Brasil

É possível usar mais de uma fonte vegetal no mesmo biodiesel. A mamona, por exemplo, se usada em mistura com outros óleos, agrega propriedades positivas ao produto final, como a redução do ponto de congelamento, sem alterar as especificações da ANP. A adição de biodiesel ao diesel de petróleo foi amplamente testada, dentro do Programa de Testes coordenado pelo MCT, que contou com a participação da Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores.

Os resultados demonstraram, até o momento, não haver a necessidade de qualquer ajuste ou alteração nos motores e veículos que utilizem essa mistura.

Outros Usos de Óleos Vegetais

Tungue: produz o ácido eleosteárico (semente), um tipo de óleo muito raro não encontrado em outras espécies vegetais.

Este ácido possui propriedades industriais interessantes, em especial na aceleração da secagem de tintas a óleo.

Além disso, confere à pintura características desejáveis de durabilidade e resistência à umidade, tanto em superfícies de madeira quanto em plásticos.

Se fossem usados óleos comuns para esta finalidade, a tinta não seria absorvida pela madeira, nem secaria a contento, resultando em uma pintura de baixa qualidade.

Outros Usos de Óleos Vegetais

Mas é muito difícil produzir tungue, um arbusto sobre o qual pouco se conhece.

Alternativa: BIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIA.

Através da implementação de ferramentas de biologia molecular, o ácido eleosteárico pode ser produzido em plantas que os agricultores estão acostumados a cultivar, mas que hoje não são capazes de gerar esse óleo.

Outros Usos de Óleos Vegetais

A indústria química atual é baseada no petróleo, produto que hoje está associado a impactos ambientais, preços em ascensão e esgotamento das reservas.

Logo, há um grande potencial para os óleos vegetais, que são quimicamente semelhantes ao petróleo cru, tornarem-se matéria prima para tintas, revestimentos, plásticos, fármacos ou combustíveis. Alguns óleos importantes do ponto de vista industrial são produzidos em pequenas quantidades pelas plantas ou são plantas de cultivo muito difícil e de baixa de produtividade.