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PRODUÇÃO DE BIODIESEL DE MICROALGAS EXISTENTES EM RESERVATÓRIOS DE USINAS

HIDRELÉTRICAS COM APROVEITAMENTO DA BIOMASSA

RESIDUAL COMO FONTE DE ENERGIA

Energias do Brasil/Policonsult/UPE

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• Objetivos do Projeto• Metodologia Adotada• Resultados Alcançados e Futuros Esperados • Conclusões

Sumário

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Objetivos

Objetivos gerais do projeto:- Determinar o potencial de utilização das microalgas

existentes em reservatórios, parcial ou totalmente eutrofizados, de usinas hidrelétricas (UHE) para produção de biocombustíveis, notadamente o biodiesel e a biomassa residual.

- Encontrar uma solução ambientalmente correta para deseutrofizar o reservatório, utilizando as microalgas como fonte energética para produção de biodiesel e de outros biocombustíveis.

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Objetivos específicos do Projeto: -Coletar, identificar, isolar e cultivar as microalgas nativas existentes

no lago eutrofizado; - Desenvolver técnicas de extração de óleo das microalgas; - Determinar o percentual de óleo extraído das microalgas (m/m); - Produzir biodiesel a partir do óleo das microalgas; - Determinar a composição química do biodiesel; - Determinar as características energéticas do biodiesel; - Caracterizar energeticamente a biomassa residual. - Verificar o potencial utilização direta das microalgas e da biomassa residual em processos de digestão anaeróbia; .

Objetivos

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Instituições Participantes

• Instituições UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO

• ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO• DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Policom – Laboratório de Combustíveis e Energia

ENERGIAS DO BRASIL (EDP) (ENERGEST – PANTANAL – BANDEIRANTE)

POLICONSULT

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Metodologia Adotada

• Esta pesquisa foi/está sendo desenvolvida em etapas, que são: – Pesquisa bibliográfica;– Especificação, aquisição, instalação e comissionamento de equipamentos para

identificação, isolamento e cultivo de microalgas em laboratório;– Especificação, aquisição, instalação e comissionamento de equipamentos para

extração de óleo de microalgas, de produção e caracterização do biodiesel e biomassa residual das microalgas;

– Identificação das microalgas nativas potenciais produtoras de óleo;– Seleção de microalgas oleaginosas para isolamento e cultivo;– Desenvolvimento de técnicas de cultivo de microalgas em laboratório;– Desenvolvimento de técnicas de extração e pesquisa de solventes apropriados

para extração de óleo de microalgas;– Desenvolvimento de tecnologias de produção e caracterização do biodiesel de

microalgas;– Caracterização energéticas da biomassa residual;– Pesquisas de rotas tecnológicas para utilização das microalgas para produção

de energia; – Análises dos dados; e, emissão de relatório parciais e final.

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Procedimentos e Resultados

Área Biológica• Local de coleta de amostras:

• Reservatório da UHE Lajeado (EDP) e reservatório da barragem de Carpina (PE);

• Coleta das Amostras

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Microalgas Identificadas no

Reservatório da UHE Lajeado

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Microalgas Identificadas no

Reservatório da UHE Lajeado

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• Coleta de microalgas e aeração

• Pré-tratamento e secagem

• Extração do óleo de microalgas (ultrassom e Soxhlet)

Procedimentos e Resultados

Área Tecnológica

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Solventes Testados

• Hexano;

• Clorofórmio/Metanol;

• Éter etílico;

• Tolueno;

• Metanol Acidificado;

• Clorofórmio

• Metanol

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Rendimentos Obtidos:

Clorofórmio/Metanol

Tolueno

HexanoHexano

Éter de Petróleo

Metanol

Metanol Acidificado

Clorofórmio

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Óleo de Microalgas

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Cromatograma do biodiesel de Microalgas

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Análise do biodiesel de Microalgas

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Poder Calorífico:

• Biodiesel de Microalgas

PCS = 36,93 MJ/kg

PCI = 36,85 MJ/kg

• Diesel

PCS = 45,99 MJ/kg

PCI = 45,50 MJ/ kg

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Biomassa Residual

Análise Imediata : Termograma

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Biomassa Residual

Resultados da Análise Imediata

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Biodiesel vs. Biomassa Residual

Análise Energética

• Considerou-se que em 1 kg de microalgas secas:– Extração de óleo de 13,25% (m/m) = 0,1355 kg– Biomassa residual de 0,875 kg

• Energia obtida no biodiesel:

• Energia obtida pela biomassa residual

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Biodiesel vs. Biomassa Residual

Análise Energética• Logo, a energia que pode ser obtida utilizando-se a

biomassa residual é cerca de 3,37 maior do que a oriunda da biodiesel de microalgas.

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Outras Rotas Tecnológicas

- Digestão anaeróbia- Gaseificação

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Conclusões:

• Existe um grande potencial de produção de energia com a utilização das microalgas dos lagos eutrofizados como matéria-prima.

• As microalgas pode produzir o biodiesel e biomassa residual.

• A biomassa residual pode fornecer 3,37 mais energia que o biodiesel;

• Outras rotas tecnológicas podem ser viáveis de utilização;como a biodigestão anaeróbia e a gaseificação/pirólise;

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Conclusão final

• As microalgas de lagos eutrofizados possuem um elevado potencial de utilização para fins energéticos.

• A retirada das microalgas do lago, ajudará no processo de despoluição e revitalização dos reservatórios, ou seja, no processo de deseutrofização, sendo assim energeticamente e ambientalmente corretos.

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AGRADECIMENTOAGRADECIMENTOSS

São Paulo, 22 de Setembro de 2010

MCT-SETEC–CGTS

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OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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Equipe POLICOM Sérgio Peres Ramos da Silva, Ph.D. – Coordenador Adalberto Freire do Nascimento – Químico Industrial (Mestrando) Bernardo Cirne de Azevedo Geraldo – Eng. Mecatrônico (Mestrando) Carlos Henrique Teixeira de Almeida – Eng. Mecânico

Bolsistas de Pesquisa: Diana Magalhães Frazão Giselly Basílio de Andrade José Marcos Bezerra da Silva Junior Micheline Ferreira de Lima Rafael Aguiar Souto Maior Tiago José Medeiros de Araújo Lira Tiago Guedes Batista Victor Rafael Melo Wadia Rafaela Elihimas

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Universidade de PernambucoEscola Politécnica de PernambucoPOLICOM - Laboratório de Combustíveis e Energia

Contato: Prof. Dr. Sérgio PeresFone/fax: (81) 3228-3529 E-mail: policom@upe.poli.br speres@upe.poli.br sergperes@gmail.com

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Dados do Apresentador

• Sérgio Peres Ramos da Silva

Formação Acadêmica:

Ph.D. – Universidade da Florida – 1997 – Gainesville, FL - USA

M.Sc. – Cranfield Institute of Technology – 1987 – Cranfield, UK

Especialista em Turbinas a Gás - Cranfield Institute of Technology – 1990 – Cranfield, UK

Engenheiro Mecânico (1981) e Químico Industrial (2006) pela UFPE.

Professor da Universidade de Pernambuco - Escola Politécnica de Pernambuco – Departamento de Engenharia Mecânica.

Coordenador do Laboratório de Combustíveis e Energia da UPE (POLICOM).

Co-coordenador da área de Co-produtos da RBTB (Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel) do Ministério de Ciência e Tecnologia.

Membro da Equipe Editorial da Revista Bioenergia – do CENBIO (Centro Nacional de Referência em Biomassa) – IEE-USP-MCT.