O Desenvolvimento do Biodiesel no Oeste Paulista ...€¦ · III Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista Ilha Solteira Ações acadêmicas da UNESP/Ilha Solteira voltadas ao

O Desenvolvimento do Biodiesel no Oeste PaulistaIII Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista Ilha Solteira

O Desenvolvimento do Biodiesel no Oeste PaulistaContribuição da UNESP – Campus de Ilha Solteira

Ricardo Alan Verdú Ramos

Membro do Grupo de PesquisaFontes Renováveis e Aproveitamento de Energia

eCoordenador do NUPLEN

Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de Energia

Departamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha SolteiraEmail: [email protected] – Fone/Fax: (18) 3743-1054

Painel

III Simpósio de Água e Energia do Oeste PaulistaCooperhidro - Araçatuba (SP) - 20 e 21/09/2007

mailto:[email protected]


Matérias-primas para produção de Biodiesel no Brasil

BabaBabaççu Palmau PalmaMamona SojaMamona SojaAlgodão Algodão CôcoCôcoGordura AnimalGordura AnimalÓÓleo de Peixeleo de Peixe

SojaSojaMamonaMamonaAlgodãoAlgodãoGirassolGirassol

Gordura AnimalGordura AnimalÓÓleo de Peixeleo de Peixe

SojaSojaColzaColza

GirassolGirassolAlgodãoAlgodão

Gordura AnimalGordura AnimalÓÓleo de Peixeleo de Peixe

SojaSojaMamonaMamonaAlgodãoAlgodãoGirassolGirassolPalmaPalmaGordura AnimalGordura AnimalNabo forrageiroNabo forrageiro

PalmaPalmaBabaBabaççuu

SojaSojaGordura AnimalGordura Animal


Potencialidades das matérias-primas brasileiras

Fonte: Petrobras


Processo básico para produção de Biodiesel (Transesterificação)

Fonte: Petrobras


Rotas para produção de Biodiesel

Fonte: Petrobras



Regionais de SP com destaque para o Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Matérias-primas para produção de Biodiesel em SP

Fonte: CATI-SP




Fonte: CATI-SP




Fonte: CATI-SP

E o Pinhão Manso ?



Matérias-primas para produção de Biodiesel no Oeste Paulista

Gordura animal

Óleo de Soja

Óleo de Algodão

Óleo de Amendoim

Óleo de Mamona

Cana de açúcar (Etanol)



Centrais hidrelétricas, termelétricas e indústrias frigoríficasna região oeste paulista e adjacências


Produção integrada de Biodiesel em Usinas Sucroalcooleiras

Fonte: Dedini


Produção integrada de Biodiesel em Usinas Sucroalcooleiras

Fonte: Dedini


Produção integrada de Biodiesel em Usinas SucroalcooleirasLayout de um Projeto Industrial

Fonte: DediniFonte: Dedini


Produção integrada de Biodiesel em Usinas SucroalcooleirasVantagens

Fonte: Dedini


Produção integrada de Biodiesel em Usinas SucroalcooleirasVantagens

Fonte: Dedini


Ações acadêmicas da UNESP/Ilha Solteira voltadas ao Biodiesel

Curso: BIOCOMBUSTÍVEIS

Criado recentemente no Programa PG em Engenharia Mecânica

Objetivos:

Fornecer aos alunos noções sobre os tipos de biocombustíveis, tecnologias de produção, propriedades e aplicações, além da análise da participação na matriz energética brasileira e de tendências futuras.

Biocombustíveis abordados:

- Líquidos (Etanol, Metanol, Biodiesel, H-Bio e Bio-óleo);

- Sólidos (Lenha, Carvão Vegetal, Bagaço, Palha e Resíduos);

- Gasosos (Biogás de Esgoto, Aterro Sanitário e de Biomassa).


Avaliação do comportamento de culturas para produção de matéria prima para Biodiesel, na região de Ilha Solteira, mediante uso de tecnologias que aumente a produtividade;

Tecnologias de produção de amendoim visando utilização em áreas de reforma de cana-de-açúcar;

Introdução às tecnicas de produção de Biodiesel;

Rendimento na produção de éster metílico em função da temperatura e da razão molar óleo: álcool;

Efeito do tipo e quantidade de catalisador alcalino sobre o rendimento da reação de transesterificação por rota metílica;

Análise termodinâmica, termoeconômica de um sistema proposto para trigeração de energia utilizando biocombustíveis.

Pesquisas em desenvolvimento na UNESP/Ilha Solteira


Rendimento da reação de transesterificação do óleo refinado de soja, com catálise alcalina, em função do álcool (metanol e etanol) empregado;

Utilização de óleo de fritura para produção de biodiesel: rendimento de reação e qualidade final do produto;

Controle e automação no processo de produção de biodiesel;

Desenvolvimento de um reator em batelada para produção de biodiesel a partir de óleos vegetais, em pequena escala.

Pesquisas a serem desenvolvidas na UNESP/Ilha Solteira


Pesquisas realizadas em parcerias na UNESP/Ilha Solteira

UNESP/Ilha Solteira – UNESP/BotucatuAvaliação de genótipos de mamona de porte baixo.

UNESP/Ilha Solteira – Prefeitura Municipal de JalesAvaliação do comportamento da cultura do pinhão manso em IlhaSolteira:a) Experimentos com irrigação;b) Experimentos sem irrigação.

UNESP/Ilha Solteira – BERTIN/Lins (Fotos)Avaliação do comportamento da cultura do pinhão manso em Lins:a) Experimentos para verificação de espaçamentos adequados;b) Experimentos para verificação da adubação de cova apropriada;c) Experimentos futuros com podas de condução da cultura.


Convênio de cooperação acadêmica, científica e tecnológicaUNESP/Ilha Solteira x Grupo Marchiori/Piracicaba

Objetivos:Promover o desenvolvimento de pesquisas científicas e

tecnológicas para o aprimoramento da produção de Biodiesel e outros biocombustíveis.

Primeiro Termo Aditivo:a) Instalação de planta piloto (200 l/dia) na UNESP/Ilha Solteira;b) Desenvolvimento de pesquisas para o aprimoramento e

controle da qualidade do processo de produção da planta;c) Desenvolvimento de uma proposta para produção de Biodiesel

com aproveitamento total de resíduos.

Situação:Aprovado pela Reitoria e aguardando a doação de equipamentos.


Pesquisas e ações voltadas ao Biodiesel em outras unidades da UNESP

UNESP/Jaboticabal: Estudo do uso de Biodiesel em tratores indicando que adição de 50% de Biodiesel (produzido a partir de gordura vegetal e álcool etílico) ao Diesel comum não influencia o consumo;

UNESP/Registro: Realização de Seminário sobre Biodiesel, enfocando as perspectivas e a viabilidade para a implantação de um pólo de produção no Vale do Ribeira;

UNESP/Sorocaba: Desenvolvimento de métodos analíticos para determinação de metais em Biodiesel utilizando espectrometria de absorção atômica;

UNESP/Botucatu: Pesquisas sobre melhoramento genético e criação de mamona resistente a pragas.


Curva de aprendizado na produção de Biodiesel


POLÍTICAFINANCIAMENTO

Pesquisa & Serviços

$

$ $

Empresas

Governo

UniversidadesFormação de RHPesquisa básica

e aplicada

InovaçãoP&D

Institutos Tecnológicos

Centros de P&D

publicaçõesconhecimento

patentesriqueza

Sistema de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação


Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de EnergiaWebsite NUPLEN

http://www.feis.unesp.br/nuplen/index.shtml


Agradecimentos

À COOPERHIDRO pela oportunidade de estar participando deste evento visando o fortalecimento de nossa relação no sentido de contribuir para o desenvolvimento científico e tecnológico regional;

Às Agências de Fomento à Pesquisa (FAPESP, CAPES, CNPq e FUNDUNESP), pelo financiamento de projetos e concessão de bolsas de estudos;

Aos pesquisadores do NUPLEN e do Grupo de Pesquisa de Fontes Renováveis e Aproveitamento de Energia;

Aos orientados de iniciação científica e de mestrado pelo auxílio nas pesquisas e na preparação deste material.


Muito obrigado pela atenção!

Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de EnergiaDepartamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha Solteira

[email protected] – www.dem.feis.unesp.br/nuplen

Fone: (18) 3743-1054 – Fax: (18) 3742-2992



Destaque da área plantada de Girassol no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Girassol no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Mamona no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Mamona no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Amendoim no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Amendoim no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Algodão no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Algodão no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Sorgo no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Sorgo no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Soja no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Soja no Oeste Paulista



Destaque da área plantada de Cana-de-Açúcar no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da área plantada de Cana-de-Açúcar no Oeste Paulista



Destaque da distribuição do Gado de Corte no Oeste Paulista

Fonte: CATI-SP



Destaque da distribuição do Gado de Corte no Oeste Paulista


Para realização do ensaio, foram utilizados como matéria-prima, óleo de soja refinado e metanol. Foi adotada reação de transesterificação com catálise alcalina e os tratamentos consistiram em três razões molares óleo-álcool (1:6; 1:9 e 1:12) e três temperaturas de reação (30; 40 e 50°C). Foi adotado o delineamento estatístico inteiramente casualizado em esquema fatorial, com três repetições.

Foi usado como catalisador o hidróxido de sódio (NaOH), em quantidade correspondente a 1% do peso da amostra de óleo (150g). Inicialmente, o catalisador foi adicionado ao metanol para reação por cerca de 5 min, para formação de metóxido de sódio, e, então adicionado ao óleo, para reação de transesterificação.

A reação de transesterificação, para cada tratamento, foi conduzida em becker de 500 ml, em agitador magnético com controle de temperatura, por uma hora, e a separação de fases (éster e glicerina) foi realizada por decantação em funil de separação, por duas horas.

Rendimento na produção de éster metílico em função da temperatura e da razão molar óleo-álcool



Separação das fases (éster e glicerina) por decantação em

funil de separação

Reação de transesterificação em agitadores magnéticos com

controle de temperatura



Após a separação, o éster foi aquecido à 70°C por 10 minutos para eliminação de metanol residual e foi lavado com igual volume de solução aquecida (60 °C) de HCl a 1%, para eliminação de catalisador residual e de sabões.

A separação do éster e da água de lavagem foi realizada, também, em funil de separação, uma vez que se constituem em fases imiscíveis. Por fim, o éster foi filtrado (filtro de 28 μm) e passou por rápido aquecimento a 105 °C, para eliminação de umidade residual.

As massas de álcool em cada relação molar estudada foram de 32,6; 48,8 e 65,2 g, respectivamente, para as relações molares de 1:6; 1:9 e 1:12.

Foram obtidos os rendimentos de cada tratamento, em termos da massa do éster em relação à massa de óleo, após cada fase de produção. Os dados obtidos estão sendo analisados.


Para realização do ensaio, estão sendo utilizados, como matéria-prima, óleo de soja refinado e metanol.

Através de reação de transesterificação com 100% de excesso de álcool (razão molar 1:6), com catálise alcalina, está sendo estudado o efeito do tipo de base empregada como catalisador sobre o rendimento da reação.

Os tratamentos consistiram na utilização hidróxido de sódio (NaOH) e hidróxido de potássio (KOH), como catalisadores, em quantidades correspondentes a 0,5, 0,7, 1,0 e 1,25% da massa do óleo usado na reação.

Adotou-se o delineamento estatístico inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com três repetições.

Cada catalisador, em massa correspondente ao respectivo tratamento, é adicionado em 32,6 g de metanol para reação por cerca de cinco minutos, e, então adicionado ao óleo aquecido a 50°C, para reação de transesterificação.

Efeito do tipo e quantidade de catalisador alcalino sobre o rendimento da reação de transesterificação por rota metílica


Efeito do tipo e quantidade de catalisador alcalino sobre o rendimento da reação de transesterificação por rota metílica

A reação de transesterificação, para cada tratamento, está sendo conduzida em becker de 500 ml, em agitador magnético com controle de temperatura, por 40 minutos, e a separação de fases (éster e glicerina) está sendo realizada por decantação em funil de separação, por 2 horas.

Após a separação, o éster está sendo lavado com igual volume de água destilada aquecida (60 °C), para eliminação de excesso de metanol, catalisador residual e de sabões.

A separação do éster e da água de lavagem é realizada, em funil de separação, após o que o éster é filtrado (filtro de 28 μm) e passa por rápido aquecimento (5 min) a 105 °C, para eliminação de umidade residual.

Estão sendo obtidos os rendimentos de cada tratamento, em termos da massa do éster em relação à massa de óleo, após cada fase de produção. Ainda, estão sendo medidas as densidades de cada amostra obtida.


Foto da equipe responsável pelas pesquisas laboratoriais


Foto da instalação do experimento no BERTIN em Lins


UNESP na inauguração da planta de Biodiesel do BERTIN

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