História do Biodiesel, Propriedades, Tipos, Vantagens, Desvantagens

Ele Biodiesel É um combustível de origem natural que é obtido reagindo óleos vegetais ou gorduras animais com álcoois de baixa massa molecular. Essa reação é chamada de transcessesterificação; Ou seja, novos ésteres de ácidos graxos (também chamados de ésteres alquil de macaco) dos triglicerídeos originais são formados.

Em outros contextos, em vez de usar a palavra 'transtrificação', diz -se que a biomassa passa por alcoólatras, porque está sendo tratada com álcoois; Entre eles e predominantemente, metanol e etanol. É tão comum usar metanol para produzir este biocombustível que é quase sinônimo de.

B5 Fornecedor de biodiesel. Fonte: pxhere.

O biodiesel é uma alternativa verde para o uso de combustível a diesel, diesel ou petrodiésel (destacando ainda mais do que sua composição consiste em hidrocarbonetos de petróleo). No entanto, suas propriedades e qualidade em termos de rendimentos nos motores a diesel não diferem muito, então ambos os combustíveis são misturados em diferentes proporções.

Algumas dessas misturas podem ser mais ricas em biodiesel (B100, por exemplo) ou mais rico de Petrodiésel (com apenas 5-20% de biodiesel). Dessa maneira, o consumo de diesel se estende à medida que o biodiesel é introduzido no mercado; Mas não antes de superar uma série de problemas éticos, produtivos e econômicos.

Do ponto de vista simples, se um líquido pode ser obtido a partir de óleo capaz de queimar e gerar energia para mover as máquinas, por que não um óleo de origem natural? No entanto, por si só, isso não é suficiente: você deve receber um tratamento químico se quiser competir ou estar no nível de combustíveis fósseis.

Quando este tratamento é realizado com hidrogênio, se fala de um refinamento de óleo vegetal ou gordura animal; Seu grau de oxidação é reduzido ou suas moléculas são fragmentadas. Enquanto estiver no biodiesel, em vez de hidrogênio, os álcoois são usados ​​(metanol, etanol, propanol, etc.).

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História

Reação da transtrificação

A resposta para o primeiro problema que os combustíveis de origem biológica enfrentariam já foi descoberta no passado. Lá em 1853 dois cientistas, e. Duffy e J. Patrick, alcançou a primeira transição de um óleo vegetal, mesmo muito antes de Rudolf Diesel marchar para seu primeiro motor funcional.

Nesse processo de transesterificação, os triglicerídeos de óleos e/ou gorduras reagem com álcoois, principalmente metanol e etanol, para originar os ésteres de ácidos graxos metil e etil, além de glicerol como produto secundário como produto secundário. Um catalisador básico como koh é usado para acelerar a reação.

O ponto mais importante da transtrificação de gorduras é que oitenta anos depois um cientista belga, chamado G. Chavanne redirecionaria essa reação para reduzir a viscosidade alta e contraproducente dos óleos vegetais.

Rudolf Diesel e seu motor

O motor a diesel surgiu em 1890, já no final do século XIX, em resposta às limitações das máquinas a vapor. Reuniu tudo o que desejava um motor: energia e durabilidade. Também funcionou com qualquer tipo de combustível; E para a admiração do próprio Rudolf e do governo francês, ele poderia trabalhar com óleos vegetais.

Sendo os triglicerídeos da energia, era lógico. Diesel apoiou o uso direto desses óleos, pois viu com bons olhos que os agricultores pudessem processar seus próprios combustíveis em lugares muito distantes para os depósitos de óleo.

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O primeiro modelo funcional do motor a diesel foi um sucesso em sua apresentação em 10 de agosto de 1893, em Augusta, Alemanha. Seu motor trabalhava com óleo de amendoim, como Rudolf Diesel acreditava firmemente que os óleos vegetais podiam rivalizar com os combustíveis fósseis; Mas como foram brutalmente processados, sem tratamentos subsequentes.

Esse mesmo motor que trabalhava com petróleo de amendoim foi apresentado na Exposição de Paris World em 1900. No entanto, ele não despertou tanto a atenção, porque até então o petróleo era uma fonte de combustível muito mais acessível e barata.

Petrodiésel

Após a morte de Diesel em 1913, o diesel (diesel ou óleo) foi obtido do refinamento de petróleo. E então o modelo de motor a diesel projetado para óleo de amendoim teve que se adaptar e reconstruir para trabalhar com esse novo combustível, que era menos viscoso do que qualquer outro óleo vegetal ou biomassa.

Foi para que o Petrodiél ganhou por várias décadas, pois era a alternativa mais barata. Era simplesmente prático semear grandes hectares de massas vegetais para coletar seus óleos, que no final porque eram tão viscosos acabaram causando problemas com os motores e não correspondiam aos mesmos rendimentos obtidos com gasolina.

O problema com esse combustível fóssil foi que ele aumentou a contaminação da atmosfera e também dependia da economia e da política das atividades petrolíferas. Dada a impossibilidade de recorrer a ele, em alguns contextos óleos vegetais foram usados ​​para mobilizar veículos e máquinas pesados.

Biocombustível na Segunda Guerra Mundial

Quando o petróleo começou a escasso petróleo na Segunda Guerra Mundial, após o conflito, vários países precisavam de recorrer a óleos vegetais novamente; Mas eles tiveram que lidar com os danos de centenas de milhares de motores devido à diferença de viscosidade que não poderia tolerar seu design (ainda menos se tivessem água emulsionada).

Após a guerra, as nações esqueceram novamente os óleos vegetais e retomaram a prática de queimar apenas gasolina e petrodiésel.

Nascimento do biodiesel

O problema da viscosidade foi resolvido pelo cientista belga G. Chavanne em 1937, a quem eles concederam uma patente por seu método de obter ésteres de etila de ácidos de óleo graxo tratados com etanol.

Pode -se dizer, portanto, que o biodiesel nasceu formalmente em 1937; Mas sua planta e produção de massa tiveram que esperar até 1985, realizadas em uma universidade austríaca de agricultura.

Ao enviar esses óleos vegetais para a transesterificação, o problema da viscosidade foi finalmente resolvido, combinando o Petrodiée no desempenho e até representando uma alternativa verde acima.

Propriedades

As propriedades do biodiesel dependem globalmente da matéria -prima com a qual ocorreu. Pode ter cores que variam de ouro e aparência física marrom escura que depende do processo de produção.

Em termos gerais, é um combustível com boa lubrificação, que diminui o ruído dos motores, aumenta seu tempo de vida e requer menor investimento para sua manutenção.

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Possui um ponto de ignição maior que 120ºC, o que significa que, desde que a temperatura externa não exceda isso, não há risco de incêndio; Coisa que não acontece com o diesel, que pode queimar mesmo a 52ºC (muito fácil de obter para um cigarro de ignição).

Por não ter hidrocarbonetos aromáticos, como benzeno e tolueno, não representa um risco carcinogênico em caso de derramamento ou exposição prolongada.

Também não tem enxofre em sua composição, por isso não produz gases poluentes, então₂ Nem assim₃. Quando misturado com diesel, ele oferece um caráter lubrificante do que o de seus compostos naturais de enxofre. De fato, o enxofre é um elemento indesejável, e quando o diesel é dessulfura perde a lubrificação que deve se recuperar com biodiesel ou outros aditivos.

Obtenção e produção

O biodiesel é obtido de óleos vegetais ou gorduras animais transferidas. Mas qual de todos eles devem constituir a matéria -prima? Idealmente, aquele que gera maiores quantidades de óleo ou gordura de uma área de cultura mais baixa; Isso em termos mais apropriados, seria o número de hectares ocupados por seu campo de cultivo.

Um bom biodiesel deve vir de uma colheita (grãos, sementes, frutas, etc.) que produz grandes volumes de óleo a partir de pequenos campos; Caso contrário, seria necessário que suas culturas cobrem países inteiros e não seriam economicamente viáveis.

Coletado a biomassa, o óleo deve ser extraído posteriormente através de infinitos de processo; Entre eles, por exemplo, está o uso de fluidos supercríticos para arrastar e dissolver o óleo. Depois que o óleo é obtido, ele é submetido a transesterificação para reduzir sua viscosidade.

A transtrificação é alcançada misturando o óleo com metanol e uma base em reatores em lote, sob ultrassom, fluidos supercríticos, agitações mecânicas, etc. Quando o metanol é usado, são obtidos beres completos de ácidos graxos (fama) Éster metílico de ácidos graxos).

Se, pelo contrário, o etanol for usado, ésteres de etila de ácidos graxos (FAEE) serão obtidos. São todos esses ésteres e seus átomos de oxigênio que caracterizam o biodiesel.

Metanol e glicerol

O metanol é o álcool predominantemente usado como matéria -prima na produção de biodiesel; E o glicerol, por outro lado, é um subproduto que pode ser usado para apoiar outros processos industriais e, portanto, tornar a produção de biodiesel.

O glicerol vem de moléculas de triglicerídeos originais, que são substituídas por metanol para causar três fama.

Tipos de biodiesel

Diferentes óleos ou gorduras têm seus próprios perfis de ácidos graxos; Portanto, cada biodiesel possui diferentes produtos mono alquilico de transesterificação. Mesmo assim, como esses ésteres dificilmente diferem nos comprimentos de suas cadeias carbonatadas, os combustíveis resultantes não mostram grandes oscilações entre suas propriedades.

Depois, não há classificação para o biodiesel, mas uma eficiência e lucratividade diferentes de acordo com a fonte de petróleo ou gordura que é selecionado para sua produção. No entanto, existem misturas de biodiesel-peestosel, porque ambos os combustíveis podem ser misturados e são miscíveis entre si, contribuindo com suas qualidades benéficas para o motor.

Diz -se que o biodiesel puro é B100; que é igual a 0% do petrodiesel em sua composição. Depois, há outras misturas:

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- B20 (com 80% de petrodiesel).

- B5 (com 95% de petrodiesel).

- B2 (com 98% de petrodiesel).

Carros montados antes de 1996 não puderam usar o B100 em seus motores sem ter que reabastecer certos componentes que se deterioraram devido à sua ação de solvente. No entanto, ainda hoje existem modelos de automóveis que não concordam em sua fábrica garante grandes concentrações de biodiesel, então eles recomendam usar pequenas misturas que B20.

Vantagens

Uma série de vantagens que o biodiesel em Petrodiésel tem uma alternativa verde e atraente:

- É obtido da biomassa, matéria -prima que é renovável e muitas vezes perdida como desperdício.

- É biodegradável e não é tóxico. Portanto, não contaminará os solos ou mares se derramar acidentalmente.

- Seu ponto alto de ignição o torna mais seguro ao armazenar e transportar.

- Não produz gases de efeito estufa porque o CO₂ liberado representa a mesma quantidade daquele absorvido pelas plantas. Graças a isso, ele também encontra o Protocolo de Kyoto.

- Incentivos Atividades rurais para plantar culturas das quais o óleo vegetal é extraído.

- Pode ocorrer mesmo de óleo frito. Este ponto favorece muito porque o óleo reciclado, doméstico ou restaurantes, em vez de descartar e contaminar as águas subterrâneas, pode ser usado para produzir mais combustível verde.

- Representa um caminho para se tornar um longo prazo de petróleo e seus derivados.

- Deixe menos resíduos quando combustão.

- As algas bacterianas são, além de soja e sementes de girassol, uma fonte promissora de biodiesel (e indesejável para muitos).

Inconvenientes

Nem tudo é perfeito com este combustível. O biodiesel também apresenta limitações que devem ser superadas se você quiser substituir o petrodiél. Algumas dessas limitações ou inconvenientes de seu uso são:

- Tem uma temperatura de solidificação mais alta, o que significa que a baixas temperaturas se torna um gel.

- Sua energia solvente pode encerrar a espuma de borracha natural e poliuretano presente nos carros de montagem antes de 1990.

- É mais caro que Petrodiésel.

- Aumenta os preços das culturas e os alimentos porque eles incorporam valor agregado quando usado como matéria -prima biodiesel.

- Dependendo da biomassa, você pode precisar de muitos hectares de cultivo, o que significaria a tomada de ecossistemas fora desse propósito e, portanto, afetaria a vida selvagem.

- Embora não produza gases de enxofre durante sua combustão, ele libera maiores concentrações de óxidos de nitrogênio, não_x.

- Grandes quantidades de comida seriam usadas, que, em vez de satisfazer a fome, seriam alocadas para a produção de biodiesel.

Referências

1. Wikipedia. (2019). Biodiesel. Recuperado de: em.Wikipedia.org
2. Penélope. (28 de dezembro de 2011). Biodiesel: vantagens e desvantagens. Twenergy. Recuperado de: Twenergy.com
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