Nome do Projeto
Produção de biocombustíveis a partir de subprodutos da indústria alimentícia: Biodiesel e Biometano
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
04/05/2020 - 31/07/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Multidisciplinar
Resumo
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.

Objetivo Geral

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.

Justificativa

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).

Metodologia

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.

Indicadores, Metas e Resultados

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.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANAIS FRANCA DE MATOS OLIVEIRA
BRUNO MULLER VIEIRA2
LUIS CESAR SALDANHA DA SILVA8
VICTORIA HUCH DUARTE
WILLIAN CEZAR NADALETI2

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