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Título: Indústria da produção de biodiesel
Autor(es): Ocamoto, Airton Nagai
Vieira, Bruno Rafael Del Rio
Antoniassi, Maria Alice
Lemes, Pamela Maria Pereira
Orientador(es): Sipoli, Caroline Casagrande
Palavras-chave: Biodiesel
Soja - Biotecnologia
Engenharia química
Biodiesel fuels
Soybean - Biotechnology
Chemical engineering
Data do documento: 19-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Apucarana
Referência: OCAMOTO, Airton Nagai et al. Indústria da produção de biodiesel. 2018. 195 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) — Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2018.
Resumo: O biodiesel é uma fonte renovável de energia em substituição do diesel mineral, visto que estes são utilizados para mover maquinários pesados. O mercado para este biocombustível vem crescendo continuamente devido ao aumento da obrigatoriedade de sua mistura ao diesel nas quantidades BXs, com o intuito de reduzir as emissões de gases poluentes em relação ao uso do diesel fóssil puro. Atualmente no Brasil, o teor de mistura de biodiesel em diesel é de 10% (B10). As matérias-primas utilizadas para a produção deste biocombustível são diversas, tais como óleos vegetais, sebos animais, gorduras e óleos residuais. O processo de síntese ocorre por meio de reações de transesterificação e/ou esterificação do tri-acilglicerídeo e dos ácidos graxos livres, respectivamente, com um álcool de cadeia curta, e são catalisados por meio de catalisadores homogêneos, heterogêneos, ambos utilizando ácidos ou bases, por catálise enzimática ou por fluidos supercríticos. A planta industrial para a produção do biodiesel realizada no presente trabalho utiliza como matéria-prima óleo de soja bruto, ácido fosfórico, etanol e hidróxido de sódio como catalisador. A fábrica localizar-se-á no Vale do Ivaí, na cidade de ApucaranaPR, por possuir indústrias fornecedoras de matéria-prima em sua proximidade. A capacidade produtiva da indústria será de 90 m3 de biodiesel diários, atingindo uma conversão de 98,9% do óleo de soja bruto, para a determinação da quantidade das matérias-primas utilizadas diariamente. A partir do balanço de massa e energia do processo, foi possível dimensionar os equipamentos a serem instalados para que o projeto da planta baixa da indústria se torne viável. Assim, foi realizado uma análise financeira da empresa com o objetivo de se obter uma previsão do lucro líquido e consequentemente da taxa de payout para estipular o prazo em que os custos de instalação serão quitados com a venda do biodiesel, da borra (sabão e lecitina) e da glicerina loira. Outra análise realizada neste trabalho, é a integração energética das correntes quentes e frias do processo, com a finalidade de aproveitar o calor carregado (carga térmica) pelas correntes quentes para aquecer ou pré-aquecer as correntes mais frias, e assim, reduzindo a quantidade de biomassa na caldeira para geração de vapor e a quantidade do fluido utilizado para diminuir a temperatura das correntes de óleo degomado e do biodiesel para ser armazenado.
Abstract: Biodiesel is a renewable energy to substitute diesel oil, since these fuels are used to move heavy machinery. The market for this biofuel is growing steadily because of the increase in the obligation of the biodiesel’s mixture with diesel oil in volume proportions BXs with the objective to reduce the emission of pollutant gases in relation to the use of pure fossil diesel. Actually, in Brazil, the volume proportion of mixture is 7% (B7). The raw materials used for biodiesel production are several, such as vegetable oil, animal fats and waste oils or fats. The process of synthesis occurs through transesterification or esterification reactions of the triacyl glyceride and free fatty acids (FFA), respectively, with a lower alcohol and is catalyzed by homogeneous, heterogeneous catalysis, both acids or bases, enzymatic catalysis or supercritical fluids. The industrial plant for the production of biodiesel made in this work, use as raw materials refined soybean oil, ethanol and sodium hydroxide as catalyst. The industry is located in Vale do Ivaí in the city of Apucarana, PR, for owning supplier industries nearby. The productive capacity of the industry will be 23,78.103 gallons, reaching a conversion of 98,9% of refined soybean for the determination of the quantity of raw materials used daily. From the mass and energy balance of the process, it was possible to size the equipments to be installed so that the blueprint design becomes viable. Therefore, a financial analysis of the company war realized with the objective of obtaining a prediction of the net earnings and consequently the payout rate to stipulate the prompt in which the installation costs will be settled with the sale of the biodiesel, the dreg (soda and lecithin) and the raw glycerin. Another analysis carried out in this work is the energy integration of hot and cold streams of the process, with the purpose to take advantage of the heat by the hot streams to exchange heat with the cold streams, reducing que amount of biomass used in the boiler for high pressure stream generation and the amount of the fluid used to decrease the temperature of degummed soybean oil and biodiesel streams to be stored.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9778
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