利用农用工业废料中动物脂肪的超声波生产生物柴油

Matheus Cavali, Valéria Pelizzer Casara, João Paulo Bender, Guilherme Martinez Mibielli
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Em funcao do grande volume de residuos gordurosos gerado pelas agroindustrias, estima-se que sao gerados anualmente 2,5 milhoes de toneladas de gordura no Brasil; a producao de biodiesel a partir destes residuos aponta um novo cenario no que tange a diversificacao das materias-primas e a reducao dos custos de producao. Apesar de ser uma materia-prima em abundância, principalmente na regiao sul do Brasil, a sua utilizacao ainda nao esta difundida, pois depende de mais estudos para obtencao de melhores resultados de rendimento e qualidade do biodiesel. No tocante ao processo reacional, a producao de biodiesel em ultrassom destaca-se frente ao processo convencional. Alguns trabalhos reportam uma reducao significativa do tempo de reacao quando a reacao de transesterificacao e realizada na presenca de ondas de ultrassom. Esse fato esta relacionado ao aumento da homogeneidade do meio reacional, propiciando um incremento na transferencia de massa. Uma pesquisa detalhada da literatura revela uma escassez de trabalhos empregando reatores de ultrassom para a producao de biodiesel utilizando como materia-prima gordura animal ou misturas entre diferentes tipos de gorduras. Neste contexto, a presente pesquisa avaliou o processo de producao de biodiesel, via catalise basica em ultrassom, a partir de gordura suina e de frango. No intuito de comparar posteriormente, as condicoes experimentais estabelecidas foram executadas em ultrassom e em agitacao mecânica. A producao do biodiesel a partir das materias-primas provenientes das agroindustrias de processamento de suinos e frangos apresentaram niveis razoaveis de conversoes em ester, atingindo valores superiores a 70% para agitacao mecânica e 30% para a ultrassonica. Diante disso, o estudo contraria a literatura podendo ser justificado pela baixa potencia do equipamento de ultrassom utilizado no estudo. A melhor conversao encontrada foi de 77.81% utilizando o material lipidico proveniente da gordura suina, com razao molar 1:12 (oleo/alcool) e agitacao mecânica a 65oC e 73.81% utilizando o a gordura de frango, com razao molar 1:12 e agitacao mecânica a 65oC. 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摘要

自从环境运动出现以来,特别是在20世纪70年代石油危机之后,人们一直在讨论替代能源,以取代化石能源。从这个意义上说,考虑到巴西是一个主要的肉类生产国,并且不断产生高脂肪废物,从动物脂肪中生产生物柴油是全球对化石燃料需求的一个可行的替代方案。此外,生物柴油生产原料多样化的重要性,因为生物柴油的生产严重依赖大豆油——大约70%的生物柴油生产。由于农业综合企业产生了大量的脂肪废物,据估计,巴西每年产生250万吨脂肪;从这些残留物中生产生物柴油标志着原材料多样化和生产成本降低的新局面。尽管生物柴油是一种丰富的原料,特别是在巴西南部地区,但它的使用还没有广泛,因为它依赖于更多的研究来获得更好的生物柴油产量和质量结果。在反应过程中,超声波生产生物柴油比传统工艺有优势。一些研究报告说,在超声存在下进行酯交换反应时,反应时间显著缩短。这一事实与反应介质均匀性的增加有关,从而增加了传质。对文献的详细研究表明,使用超声波反应器生产以动物脂肪或不同类型脂肪的混合物为原料的生物柴油的研究很少。在此背景下,本研究评价了以猪和鸡脂肪为原料,通过超声波碱性催化生产生物柴油的工艺。为了进一步比较,建立了超声和机械搅拌的实验条件。以猪和鸡加工农用工业原料生产生物柴油时,酯的转化率相当高,机械搅拌达到70%以上,超声波搅拌达到30%以上。因此,该研究与文献相矛盾,可能是合理的低功率超声设备在研究中使用。以猪脂为原料,分子量为1:12(油/醇),65℃机械搅拌,转化率为77.81%;以鸡脂为原料,分子量为1:12,65℃机械搅拌,转化率为73.81%。由于该地区原料丰富,这些残留物在生产生物柴油方面具有潜在的前景,因此在经济上可行。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
PRODUÇÃO DE BIODIESEL EM ULTRASSOM A PARTIR DE GORDURA ANIMAL PROVENIENTE DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS
Desde a emergencia do movimento ambientalista e, principalmente, apos a crise do petroleo da decada de 1970, vem-se discutindo alternativas energeticas em substituicao as de origem fossil. Neste sentido, tendo em vista que o Brasil e um grande produtor de carnes e, que a geracao de residuos ricos em gordura e constante, a producao de biodiesel a partir de gordura animal apresenta-se com uma alternativa viavel frente a demanda mundial de combustiveis fosseis. Soma-se a isso a importância da diversificacao das materias-primas utilizadas para a producao de biodiesel, uma vez que a producao deste e fortemente dependente do oleo de soja - aproximadamente 70% da producao de biodiesel. Em funcao do grande volume de residuos gordurosos gerado pelas agroindustrias, estima-se que sao gerados anualmente 2,5 milhoes de toneladas de gordura no Brasil; a producao de biodiesel a partir destes residuos aponta um novo cenario no que tange a diversificacao das materias-primas e a reducao dos custos de producao. Apesar de ser uma materia-prima em abundância, principalmente na regiao sul do Brasil, a sua utilizacao ainda nao esta difundida, pois depende de mais estudos para obtencao de melhores resultados de rendimento e qualidade do biodiesel. No tocante ao processo reacional, a producao de biodiesel em ultrassom destaca-se frente ao processo convencional. Alguns trabalhos reportam uma reducao significativa do tempo de reacao quando a reacao de transesterificacao e realizada na presenca de ondas de ultrassom. Esse fato esta relacionado ao aumento da homogeneidade do meio reacional, propiciando um incremento na transferencia de massa. Uma pesquisa detalhada da literatura revela uma escassez de trabalhos empregando reatores de ultrassom para a producao de biodiesel utilizando como materia-prima gordura animal ou misturas entre diferentes tipos de gorduras. Neste contexto, a presente pesquisa avaliou o processo de producao de biodiesel, via catalise basica em ultrassom, a partir de gordura suina e de frango. No intuito de comparar posteriormente, as condicoes experimentais estabelecidas foram executadas em ultrassom e em agitacao mecânica. A producao do biodiesel a partir das materias-primas provenientes das agroindustrias de processamento de suinos e frangos apresentaram niveis razoaveis de conversoes em ester, atingindo valores superiores a 70% para agitacao mecânica e 30% para a ultrassonica. Diante disso, o estudo contraria a literatura podendo ser justificado pela baixa potencia do equipamento de ultrassom utilizado no estudo. A melhor conversao encontrada foi de 77.81% utilizando o material lipidico proveniente da gordura suina, com razao molar 1:12 (oleo/alcool) e agitacao mecânica a 65oC e 73.81% utilizando o a gordura de frango, com razao molar 1:12 e agitacao mecânica a 65oC. Os residuos apresentaram-se potencialmente promissores para producao de biodiesel, devido a grande abundância regional da materia-prima, podendo, assim, tornarem- se viaveis economicamente.
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