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IFUSP – 2° SEMESTRE/2008 FÍSICA DA POLUIÇÃO DO AR PROF.: Américo S. Kerr PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO PELA EMPRESA.

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1 IFUSP – 2° SEMESTRE/2008 FÍSICA DA POLUIÇÃO DO AR PROF.: Américo S. Kerr PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO PELA EMPRESA ORGANIC-RECOVERY Ertel Fritsch Mariana Isidorio Priscila Cheda Ricardo Madacki

2 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL Pode ser produzido de óleos vegetais (p.ex, os óleos de soja, caroço de algodão, palma, amendoim, colza/canola, girassol, açafrão, coco etc) e gorduras de origem animal (usualmente sebo), bem como óleo de descarte (p. ex.,óleos usados de frituras); O Biodiesel é miscível com o diesel de petróleo em qualquer proporção, B20, 20% de biodiesel no diesel de petróleo; O metanol é muito empregado para a produção do Biodiesel; Além de ser totalmente compatível com o diesel de petróleo em praticamente todas as suas propriedades, o biodiesel ainda apresenta várias vantagens adicionais em comparação com este combustível fóssil; É derivado de matérias primas renováveis de ocorrência natural, reduzindo assim nossa atual dependência sobre os derivados de petróleo;

3 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL É biodegradável; Gera redução nas principais emissões presentes nos gases de exaustão (com exceção dos Óxidos de Nitrogênio, NOx); Possui um alto ponto de Fulgor (é a temperatura na qual um combustível liberta vapor ou gás em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável por uma fonte externa de calor), o que lhe confere manuseio e armazenamento mais seguros; Apresenta excelente lubricidade; A lubricidade ideal do Diesel comum pode ser restaurada através da adição até de baixos teores de biodiesel.(1-2%);

4 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL Alguns problemas inerentes ao biodiesel: Alto custo de produção (que tem sido compensado em muitos paises Poe legislações específicas, marcos regulatórios ou subsídios na forma de isenção fiscal), pelo uso de matérias primas de menor valor agregado, o que tem motivado a investigação de tecnologias para a utilização de óleos de descarte (p ex. óleos de frituras) Ao aumento que causa nas emissões de NOx nos gases de exaustão, a sua baixa estabilidade quando exposto ao ar (estabilidade à oxidação), e propriedades de fluxo que são particularmente desfavoráveis nos países da América do Norte. O alto custo do biodiesel pode ser (parcialmente) compensado pelo uso de matérias primas de menor valor agregado, o que tem motivado a investigação de tecnologias para a utilização de óleos de descarte (p ex. óleos de frituras)

5 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL Alguns problemas inerentes ao biodiesel: Por que óleos vegetais devem ser transesterificados a aquil ésters (biodiesel)? É a viscosidade cinemática, a alta viscosidade de matérias graxas não transesterificadas conduz a sérios problemas operacionais nos motores diesel, tais como a ocorrência de depósitos em várias partes do motor. Por que óleos vegetais, gorduras animais e seus derivados podem ser utilizados como combustível diesel alternativo? É o número de Cetano, o calor de combustão.

6 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL NUMERO DE CETANO (NC): Numero indicativo da qualidade de ignição de um combustível diesel (CD), comparado a octanagem da gasolina. Para o petrodiesel altos NC estão relacionados com uma redução nas emissões de NOx do motor. Apesar do NC relativamente alto dos materiais graxos as emissões de NOx sofrem um pequeno aumento quando o motor é alimentado com biodiesel. Além do número de Cetano, o Calor de combustão é uma propriedade que demonstra a adequação dos vários tipos de compostos graxos para uso como combustível diesel. O calor de combustão, contido em óleos vegetais e seus éstere alquílicos, corresponde a 90 % daquele observado em CD2.

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9 BIODEGRADABILIDADE Estes estudos fora feitos na década de 90 utilizando óleos puros e biodiesel em ambientes aquáticos e terrestres foi examinada pelos métodos: Evolução de CO2 : mede a degradação terminal (mineralização), em que uma substância é convertida a CO2 e H2O como produtos finais PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL

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12 Cromatografia a gás (CG): Mede apenas a degradação primária, em que a substância não é necessariamente transformada nos produtos finais de sua degradação PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL

13 Germinação de sementes: dado que o recobrimento de solos contaminados com derramamentos de combustível é um objetivo desejável para estes estudos, a germinação de sementes foi empregada para avaliar a toxicidade do biodiesel sobre o desenvolvimento de plantas em sistemas terrestres PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL

14 Os resultados demonstraram que as amostras de biodiesel são facilmente biodegradáveis em ambientes aquáticos e terrestres. Dos resultados da evolução de CO2, o aumento da concentração de EEC em misturas com petrodiesel causou um aumento linear no percentual de biodegradação terminal das misturas. De acordo com os resultados da análise por CG, houve co-metabolismo durante a biodegradação primária da mistura 50EEC. A presença de biodiesel na mistura aparentemente promoveu um aumento de 100% na extensão com que o petrodiesel foi biodegradado. PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL

15 Efeito do Biodiesel sobre a Emissão de Poluentes de Motores Diesel. Nos Estados Unidos, os motores diesel são controlados em relação a opacidade das fumaças, óxidos de nitrogênio totais (NOx), total da matéria particulada < 10 μm (MP-10 ou MP), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos totais (THC), de acordo com os procedimentos definidos pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) no Colégio Federal de Normas. Dado que a magnitude das emissões diesel depende diretamente da composição do combustível, o teste de certificação de emissões é conduzido com um combustível diesel certificado, que representa a composição média nacional nos Estados Unidos. Os motores diesel contribuem significativamente com o inventário de poluentes gasosos de importância ambiental através da geração de NOx e MP. A quantidade de CO e THC derivada de motores diesel é geralmente pequena quando comparada com motores leves movidos a gasolina. PRODUÇÃO TRADICIONAL DE BIODIESEL

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20 Estratégias de Redução de NOx. As causas para o aumento de NOx associado ao biodiesel, estão relacionados a um pequeno deslocamento no intervalo de injeção do combustível que é causado por diferenças nas propriedades mecânicas do biodiesel em relação ao diesel convencional. Devido ao maior módulo de compressibilidade do biodiesel, há uma antecipação do levantamento da agulha e na produção de um pequeno avanço no intervalo de injeção. O intervalo de injeção do combustível foi também mais curto para o biodiesel. O retardamento no intervalo de injeção pode reduzir a emissão de NOx, paralelamente à perda de alguma eficiência na produção de MP e na economia de combustível. Estratégias para a redução da emissão de NOx do biodiesel a um nível equivalente do diesel convencional envolvem o aumento do número de cetano (NC) ou a diminuição no teor de aromáticos.

21 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES COMPOSTAGEM O que é ? Quais os principais fatores que governam o processo ? Microrganismos Umidade Aeração Temperatura Relação Carbono / Nitrogênio (C/N): Preparo prévio da matéria-prima

22 PRINCIPAIS VANTAGENS Finalidade adequada para mais de 50% do lixo doméstico; Redução do volume, peso e teor de umidade dos resíduos; Inativação de patógenos; Transformação dos resíduos orgânicos em adubos; Reciclagem de nutrientes contidos nos resíduos; Aproveitamento de lixo urbano; Educação ambiental; Melhora a estrutura e aduba o solo; Aumenta a retenção de água pelo solo; PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES

23 Desvantagens do processo de compostagem (lixo urbano): Custo elevado de investimento; Necessidade de dispor os rejeitos em aterro; Necessidade de estudo de mercado para usar o composto; Necessidade de pessoal treinado para a operação; Contato direto dos operários com o lixo;

24 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES O consumo de fertilizantes no Brasil representa menos de 6% do total mundial.

25 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES No Brasil, as importações representam 74% do suprimento de fertilizantes.

26 PRODUÇÃO TRADICIONAL DE FERTILIZANTES Por que a produção de fertilizantes polui a atmosfera? Fabricação e uso de fertilizantes e praguicidas constituem um grande componente da poluição ambiental; POR QUÊ ? Eficiente produção de fertilizantes devido à necessidade de aumento de produção; Proteção ativa das plantas cultivadas contra pragas de origem vegetal ou animal;

27 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY AQUISIÇÃO DO LIXO: U$ 80 (RECEBIDOS POR TON.) TRANSPORTE E ARMAZENAGEM: (CONTAINERS REFRIGERADOS) SEPARAÇÃO: Material bom para Fertilizantes H2H (HARVEST TO HARVEST); Material para Biodiesel (ÓLEO USADO, GORDURA ANIMAL); Embalagens para reciclagem; Restos para os porcos (Ração);

28 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY Produção de Fertilizantes H2H Biodigestor Processing Equipaments Filtro Air Quality System Produção de Biodisel Processo similar ao tradicional

29 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY Vantagens Organic–Recovery Não utilização de grandes áreas produtivas: Plantio (Milho, Mamona); Aterros; Terrenos para compostagem; Produção rápida (900 galões em 8 horas); Menos gases emitidos nos processos de produção; Reciclagem de 100% do material; Fertlizantes de alta qualidade; Utilização do Biodiesel para própria frota – Economia!

30 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY Air Quality System

31 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY End Product Tank Storage

32 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY Processing Equipment

33 PRODUÇÃO DE FERTILIZANTE E BIODIESEL ATRAVÉS DE RESTOS DE ALIMENTO: ORGANIC-RECOVERY Refrigerated Trucks


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