Produção de biocombustíveis a partir de subprodutos da indústria alimentícia: Biodiesel e Biometano | UFPel
Produção de biocombustíveis a partir de subprodutos da indústria alimentícia: Biodiesel e Biometano
04/05/2020 - 31/07/2022
O esgotamento iminente e inevitável dos combustíveis fósseis, o aumento do preço do petróleo cru e as altas emissões de gases do efeito estufa e poluentes tornam emergencial o desenvolvimento de energias limpas e renováveis. Atualmente, a produção de energia renovável no Brasil se dá, majoritariamente, por meio de usinas hidrelétricas. O setor atende 70% da produção total do país. Entretanto, a construção e operação deste tipo de usina ocasiona diversos impactos ambientais negativos, como as emissões de gases do efeito estufa, como o metano, e destruição de habitats. Nesse contexto, surgem os biocombustíveis capazes de gerar bioenergia, que se caracteriza como energia derivada da biomassa e permite a redução de gases do efeito estufa quando substituta de energias fósseis e hídricas. Suas fontes se apresentam na forma de biomassa de culturas e resíduos agrícolas, resíduos sólidos urbanos e efluentes. Sua conversão em biocombustível se dá, por exemplo, na biodigestão anaeróbia destes compostos para geração de biogás, ou pela transesterificação de lipídios para produção de biodiesel. Tendo em vista o alto potencial de produção de energia a partir de efluentes e outros resíduos de indústrias de arroz no Brasil, torna-se fundamental o estudo e o desenvolvimento de biocombustíveis oriundos destes subprodutos. Assim, o objetivo desse projeto será a produção de biocombustíveis, biodiesel e biometano, que tenham como matéria-prima os resíduos e efluentes gerados em processos de beneficiamento do arroz, determinando: 1) as melhores condições para transesterificação básica metílica de óleo vegetal do farelo de arroz para produção de biodiesel; 2) o potencial de inibição e potencialização do glicerol do biodiesel à Atividade Metanogênica Especifica (AME) do lodo da parboilização de arroz, e em quais proporções tais efeitos estão presentes; 3) o potencial de produção de biodiesel e biometano das indústrias de arroz do estado do Rio Grande do Sul, assim como o potencial de geração de energia térmica e elétrica oriundas de tais biocombustíveis. O projeto se complementa, portanto, em três frentes: experimental, de planejamento energético e de aplicação da energia gerada.
O objetivo do estudo ora proposto é a produção de biocombustíveis que tenham como matéria-prima os resíduos e efluentes gerados em processos do beneficiamento de arroz, afim de determinar o potencial de geração de bioenergia do setor arrozeiro no Rio Grande do Sul.
A crescente do uso de energia renovável no Brasil se dá por meio das usinas hidrelétricas, que atendem 65,2% da produção do país, entretanto, apesar da alta eficiência na geração de energia, a construção deste tipo de usina ocasiona diversos impactos ambientais negativos (EPE, 2018; ZIEMBOWICZ et al., 2018). Nesse contexto, surge o desenvolvimento e emprego de biocombustíveis para a geração de bioenergia, que se caracteriza como energia derivada da biomassa que pode ser gerada a partir de combustível sólido, líquido e gasoso para diferentes usos, como o transporte, o aquecimento e a produção de eletricidade, permitindo a redução de GEE quando substitutos de energias fósseis (CREUTZIG et al., 2015; GONZÁLEZ-GONZÁLEZ et al., 2018; SANTOS; TURNES; CONCEIÇÃO, 2012).
A determinação das condições ideais para a produção do biodiesel de óleo vegetal de farelo de arroz refinado via transesterificação metílica, utilizando o hidróxido de potássio como catalisador, será realizada por meio de delineamento experimental, utilizando um arranjo fatorial 2³ . O arranjo fatorial resulta em oito pontos com diferentes condições de produção de biodiesel oriundos de um ponto central a ser executado em triplicata. As variações das condições da metodologia aplicada ocorrerão na razão molar entre o óleo vegetal e o álcool, a quantidade de catalisador, assim como o tempo de aquecimento e agitação da reação. Em um primeiro momento o óleo será aquecido em um agitador magnético até atingir 80° C, nesse momento será inserida a barra magnética responsável por fornecer a agitação do meio (600 rpm) e o álcool com o catalisador já diluído. Após o tempo de reação, o produto será transferido para um balão de separação, onde deverá permanecer por um período de 3 horas. Em seguida o glicerol deverá ser retirado do balão e armazenado. A fim de promover a purificação do biodiesel, será adicionado água destilada aquecida à 80 °C, em uma proporção igual à um terço do volume de óleo utilizado na transesterificação. Após 24 horas será realizada a separação do biodiesel e da água, onde a água residual será descartada e o biodiesel alocado em estufa à 65 °C por um período de 12 horas, visando promover remoção da umidade. O rendimento da reação de transesterificação será determinado com base no volume de óleo vegetal empregado na reação e o volume de biodiesel produzido. A Viscosidade Cinemática (v), o Índice de Acidez (IA) e o Índice de Iodo serão determinados de acordo com os métodos padrão da ASTM, enquanto o Índice de Saponificação será determinado de acordo com o método AOAC.
Produção de biodiesel via transesterificação metílica de óleo vegetal de farelo de arroz: influência da variação das condições da reação; Efeito da aplicação de glicerol à Atividade Metanogênica Específica do lodo anaeróbio da parboilização de arroz;Potencial de produção de biodiesel, biometano e energia através do uso de subprodutos das indústrias arrozeiras do Rio Grande do Sul.