Aula 1 Matérias primas convencionais MP

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Cronograma
Professora Yordanka Reyes Cruz
Produção de Biocombustíveis 
Para Motores Diesel e Turbinas Aeronáuticas
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Cronograma – Disciplina
Produção de Biocombustíveis 
para Motores Diesel e Turbinas Aeronáuticas
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 Boa – Biodiesel. Obtenção e análise de qualidade. Organizadoras: Jussara L. Miranda e Luiza C. de Moura- Instituto de Química- UFRJ. 2016.
 Combustíveis alternativos: Misturas de etanol anidro ao óleo diesel para motores de ciclo diesel com sistema de injeção de bomba rotativa, Novas Edições Acadêmicas. Yordanka Reyes Cruz. 2016. 
 Biodiesel no Brasil: Impulso tecnológico. Vol. 01. Organizador: Rafael Silva Menezes. 2016.
 Biocombustíveis no Brasil - Fundamentos, Aplicações e Perspectivas . Organizador: Carlos Augusto G. Perlingeiro – Escola de Química-UFRJ. Synergia Editora. 2014.
 Manual de Biodiesel/2007. Editora Edgard Blucher. Eds: Gerhand Knothe Jurgen Krahl; Jon Van Gerpen & Luiz Pereira Ramos.
 Setores da Indústria Química Orgânica. Organizador: Adelaide Antunes. 2007.
 Biodiesel, Growing a new Energy Economy/2005. Editora: Chelsea green publishing. 
Bibliografia – Disciplina 
Produção de Biocombustíveis 
para Motores Diesel e Turbinas Aeronáuticas
Sala E-204 - Disponível segunda, terça e sexta-feira a partir das 13:30 h.
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Biodiesel: Contextualização e Matérias -primas
Produção de Biocombustíveis 
Para Motores Diesel e Turbinas Aeronáuticas
Profa. Yordanka Reyes Cruz
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Principais Tópicos
MOTIVAÇÕES – PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS. 
BIOCOMBUSTÍVEIS – BIODIESEL.
OLEAGINOSAS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL. 
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Motivações 
Ambiental
Substituição de importações 
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91,7 milhões barris/dia
Fora isso: Carvão e Gás…
Alguém pode esperar que isso não mude nada no planeta ????
Exploração de Petróleo na Terra
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Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2015
Emissões de CO2
Brasil – 14/13
Em 2014, as emissões associadas à matriz energética brasileira atingiu 485,2 MtCO2-eq
∆ 14/13
+ 5,7%
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Emissões de CO2
Brasil – 15/14
Em 2015, o total de emissões associadas à matriz energética brasileira atingiu 462,34 MtCO2-eq
Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2016
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Evolução das emissões de CO2 em MtCO2-eq
Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2016
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Quem usou a energia no Brasil?
Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2016
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Fonte: Balanço Energético Nacional – BEN 2016
Consumo de energia nos transportes – matriz 2015
Diesel - Responsável por aproximadamente 45% da energia demandada no setor durante a última década.
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Brasil bate recorde de importação de diesel no 1º semestre de 2017
Mais de 5,6 bilhões de litros do derivado entraram no país apenas nos primeiros seis meses do ano, esse é pior resultado para o período no histórico de 21 anos mantido pelo Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços. O antigo recorde era do primeiro semestre de 2013 quando foram importados quase 5,5 bilhões de litros de diesel.
Fonte: Site biodieselBR.com
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Importação de diesel no 1º semestre de 2017
Valores mensais
Do total importado no 1º semestre de 2017, 1,2 bilhão entrou no país apenas em junho. Isso representa um salto de mais de 50% em relação ao mês de maio e é – quase exatamente – o dobro do volume que havia sido importado em junho de 2016. 
0
0,25
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2,00
Fonte: Site biodieselBR.com
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Biocombustíveis - Biodiesel 
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Plano de produção de óleos vegetais para fins energéticos (Pró-Óleo), em 1975; 
Programa de óleos vegetais (OVEG), em 1983; 
Programa de substituição de Diesel de Petróleo (Probiodiesel), em 2002; 
Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB), em 2004. 
Primeiros registros de interesse do Brasil por energia a partir de óleos
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4-
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Princípios e diretivas: 
Promover Inclusão social e desenvolvimento territorial;
Garantir preços competitivos, qualidade e suprimento;
Produzir biodiesel de diferentes plantas oleaginosas em diversas regiões.
Programa Nacional de Produção e uso de Biodiesel – PNPB
Instituído GF em 2004
Segunda e mais ambiciosa iniciativa na área dos biocombustíveis.
Tripé de sustentabilidade
Sustentabilidade é a capacidade de “suprir as necessidades da geração presente sem afetar a habilidade das gerações futuras de suprir as suas”(Relatório de Brundtland, 1987)
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Biodiesel?
Na Resolução n° 45, publicada no Diário Oficial da União em 26.8.2014, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) define biodiesel tecnicamente como:
“Combustível composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa, produzido a partir da transesterificação e/ou esterificação de matérias graxas, de gorduras de origem vegetal ou animal, e que atenda a especificação” . 
Testes  Laudo
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Biodiesel
H3C-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2-CH3
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Vantagens do Biodiesel
Por substituir o óleo diesel que vem do petróleo, tem sido um grande vetor de redução das emissões de diversos poluentes (monóxido de carbono, enxofre, etc.) e no combate ao efeito estufa;
Colabora para uma maior diversificação da matriz energética brasileira, que já é exemplo mundial na utilização de energias renováveis;
Reforça o protagonismo do Brasil nos acordos e compromissos internacionais de respeito ao meio ambiente e mudanças climáticas;
Contribui para que o Brasil importe menos óleo diesel de petróleo e deixe de exportar grãos in natura, esmagando e produzindo óleo e farelo dentro do país;
Além das vantagens ambientais e econômicas, a produção de biodiesel brasileiro inova pelos benefícios sociais. Produzir biodiesel gera trabalho e renda, tanto no campo, quanto na fábrica. O cultivo da matéria prima cria oportunidades de trabalho e geração de renda na agricultura familiar, estimulando a inclusão social em todas as regiões do país.
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Evolução da mistura de biodiesel no diesel mineral 
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Em 04 de Julho de 2017 o presidente Michel Temer confirmou a chegada do B9 até o próximo mês de setembro e B10 em Março de 2018.
Evolução da mistura de biodiesel no diesel mineral 
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Evolução da produção de biodiesel (B100)
2005-2015
Fonte: Anuário estatístico de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis ANP – 2016
2015 – Era comercializado B7
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Usinas de biodiesel do Brasil 2016
58 Usinas de biodiesel 
Aprox. 8 milhões de m3/ano
55 Usinas em operação
3 Usinas em construção 
Fonte: Site biodieselBR.com
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Características das Usinas de biodiesel do Brasil 2016
Fonte: Site biodieselBR.com
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Capacidade de produção por Estado
Fonte: Site biodieselBR.com
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Evolução anual da produção, da demanda compulsória e da capacidade nominal autorizada pela ANP
Fonte: Anuário estatístico de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis ANP – 2015
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Capacidade nominal e produção de Biodiesel (B100) por Região (MIL M3/ANO) - 2015
Fonte: Anuário estatístico de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis ANP – 2016
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Oleaginosas para produção de Biocombustíveis 
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É possível produzir biodiesel a partir de: 
 Óleos
 Fonte: Oleaginosas
 ex. Soja, Algodão, Mamona, Girassol, etc. 
 Gorduras
 Fonte: Animais 
 ex. Boi, Porco, Frango, etc.
 Resíduo de Óleos e Gorduras
 Fonte: Restaurantes, Abatedouros e Esgotos
 Álcoois: Metanol e Etanol
 Fonte: Petróleo, Cana de açúcar e Biomassa.
Matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100)
Microalgas
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Metanol, etanol, propanol, butanol e álcool amílico (C5H12O) têm sido utilizados nas pesquisas.
O metanol apresenta menor tamanho de cadeia e maior polaridade, o que promove uma reação mais rápida e uma maior dissolução do catalisador básico.
Matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100)
Alcoóis
Com etanol as emulsões (glicerole etil ésteres) são mais estáveis, o que torna a separação e a purificação dos ésteres mais difíceis.
O etanol forma azeótropo com a água, presente em pequenas quantidades nos óleos, o que dificulta a sua recuperação. 
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Matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100)
Alcoóis
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AG
AG
AG
G
Tipicamente os óleos e gorduras possuem > 95% de triacilgliceróis e pequenas quantidades de mono e diacilgliceróis, além de ácidos graxos.
Composição das matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100)
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Estrutura Molecular – Ácidos Graxos
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Principais Ácidos Graxos presentes nas oleaginosas 
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Matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100) 2005-2015
Fonte: Anuário estatístico de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis ANP – 2016
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Matérias-primas utilizadas na produção de biodiesel (B100) 2016
As mais adequadas são as que possuem grande disponibilidade e preços mais baixos.
Fonte: Site biodieselBR.com
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Adaptabilidade às condições do local de crescimento (precipitações, tipo de solo, salinidade, latitude, seca);
Viabilidade regional;
Alto teor de óleo;
Perfil graxo favorável;
Compatibilidade com a infraestrutura agrícola existente;
Baixa utilização de insumos agrícolas (fertilizantes, pesticidas);
Uniformidade na maturação das sementes;
Mercados potenciais para subprodutos agrícolas;
Capacidade de se desenvolver em áreas não agricultáveis e/ou no período de entressafra das culturas das matérias-primas convencionais. 
Características desejáveis em uma matéria-prima voltada para a produção de biodiesel
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Produção de óleo 
kg/ha.ano
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SOJA (Glycine max L. Merrill)
Produção concentrada nas regiões Centro-Oeste e Sul.
Informações técnicas da cultura de soja
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Produção e área plantada de Soja 
no Brasil
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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Composição óleo de Soja
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Informações técnicas da cultura do algodoeiro
ALGODÃO (Gossypium spp)
Mato Grosso e Bahia são os principais estados produtores de algodão do país.
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Área plantada e produção de caroço
de Algodão no Brasil
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
Significativo aumento da produção de algodão, porém, uma redução – seguida de relativa estabilização – da área plantada, devido a ganhos de produtividade. O Brasil passou de importador de algodão para o terceiro maior exportador mundial deste produto.
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Composição óleo de Algodão
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Informações técnicas da cultura do amendoim
AMENDOIM (Arachis hypogaea L.)
A produção de amendoim está presente em todas as regiões do Brasil, com grande concentração no Estado de São Paulo, responsável por cerca de 80% da produção nacional.
Pode ser produzido em diferentes períodos e ciclos hidrológicos.
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Produção e área plantada da cultura do Amendoim no Brasil
A produção nacional de amendoim ainda é pouco significativa para uma produção de biodiesel em larga escala. A área plantada tem-se mantido relativamente estável nas últimas décadas.
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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Composição óleo de Amendoim
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PALMA DE ÓLEO - DENDÊ (Elaeis guineensis Jacq.)
Informações técnicas da cultura do Dendê
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Produção de óleo e área plantada 
de Dendê no Brasil
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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Composição óleo de Dendê
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GIRASSOL (Helianthus annuus L.)
A região Centro-Oeste e os estados de Minas Gerais e Rio Grande do Sul são os principais produtores de girassol do país.
Informações técnicas da cultura do Girassol
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Produção e área plantada de Girassol
 no Brasil
A área plantada com girassol mais que dobrou na última década. 
A região Centro – Oeste do Brasil representa mais de 50% da produção nacional.
Está vinculado ao período de entressafra da soja.
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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GIRASSOL (Helianthus annuus L.)
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MAMOMA (Ricinus communis)
O óleo de mamona apresenta características químicas que limitam a sua ampla utilização como matéria-prima para biodiesel. O biodiesel de mamona deve ser utilizado em mistura com biodiesel de outras oleaginosas. Com o objetivo de reduzir o ponto de congelamento.
A região Nordeste é a principal produtora de mamona do país, fundamentalmente os estados de Bahia e Ceará.
Informações técnicas da cultura da Mamona
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Produção e área plantada de Mamona
 no Brasil
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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MAMOMA (Ricinus communis)
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CANOLA (Brassica spp)
Informações técnicas da cultura da Canola
Paraná e Rio Grande do Sul são estados produtores de canola no país. É uma importante alternativa à diversificação de culturas de inverno e à geração de renda aos produtores de grão no Sul do Brasil.
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Produção e área plantada de Canola 
no Brasil
Fonte: Anuário Estatístico da Agroenergia 2014
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GORDURA BOVINA OU SEBO
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GORDURA BOVINA OU SEBO
Consumo no 1º semestre/2017
Aprox. 40 mil m3/mês
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GORDURA DE PORCO
Consumo no 1º semestre/2017
Aprox. 8 mil m3/mês
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Modelo Guantanameiro/CUBA
PINHÃO-MANSO: Combate a Desertificação e Consórcio de Alimentos
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PINHÃO-MANSO (Jatropha curcas)
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Capacidade de produzir cerca de 5 ton óleo/ha ou mais.
Problema: Elevada acidez (tipicamente mais de 10%)
MACAÚBA (Acrocomia aculeata)
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Estrutura e ponto de fusão de alguns ácidos graxos com 18 carbonos 
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Viscosidade de alguns óleos vegetais
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Óleos vegetais como combustíveis
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Óleos vegetais como combustíveis