Aula 04 1 - Bio-E (H-Tec)

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BIOMASSA E BIOENERGIA
Professora: MARIA VALDEREZ PONTE ROCHA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QÚÍMICA
Profa. Maria Valderez P. Rocha, valderez.rocha@ufc.br
AVISO
DIREITO AUTORAL 
Segundo a Lei n° 9.610, de 19 de fevereiro de 
1998, este material está protegido pelas leis de 
direito autoral.
BIODIESEL NO BRASIL 
Profa. Maria Valderez P. Rocha, valderez.rocha@ufc.br
BIODIESEL: DEFINIÇÃO 
 O biodiesel foi inserido na matriz energética nacional por intermédio da Lei nº 11.097/2005
(BRASIL, 2005), que alterou o art. 6º da Lei nº 9.478/1997 (BRASIL, 1997) e, em seu artigo 4º, o
definiu como: “(...) biocombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a
combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro
tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil."
Fonte: Texto copiado diretamente das legislações 
(texto disponível em https://www.epe.gov.br/
Expedito Parente
“O pai do Biodiesel”
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 Posteriormente, o art. 2º da Resolução ANP nº 14/2012 (ANP, 2012) detalhou o
biodiesel 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”.
Fonte: Texto copiado diretamente das legislações 
(texto disponível em https://www.epe.gov.br/
 Em 2004, para efeitos da Resolução ANP nº 42/2004, que especificou suas
propriedades, o biodiesel foi definido em seu art. 2 como um combustível:
“composto de alquilésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos
vegetais ou de gorduras animais conforme a especificação (...), parte integrante
desta Resolução” (ANP, 2004).
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BIODIESEL: BRASIL
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EVOLUÇAO DO BIODIESEL NO BRASIL
Fonte: www.epe.gov.br, Análise de 2020
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BIODIESEL: BRASIL
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A mudança gradativa dos percentuais de adição do biodiesel no óleo diesel vendido ao
consumidor final no Brasil foi oficializada. O Diário Oficial da União traz a Resolução nº 16
do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), que elenca as novas diretrizes do
Governo Federal para o tema.
A partir de 1º de abril de 2023, a mistura de biodiesel no diesel foi ampliada de 10%
para 12%. Em abril de 2024, o percentual subiu para 14%. Em 2025, atingirá 14% e, em
2026, chegará aos 15%.
Fontes: Ministério de Minas e Energia – BrASIL
E https://www.gov.br/anp/pt-br/assuntos/producao-e-fornecimento-de-
biocombustiveis/biodiesel#:~:text=Em%20setembro%2C%20foi%20aumentada%20para,CNPE%20n%C2%BA%203%2F2023).
https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/despacho-do-presidente-da-republica-473383252
https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/despacho-do-presidente-da-republica-473383252
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BIODIESEL NO BRASIL
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Fonte: www.epe.gov.br, Análise de 2020
Capacidade Nominal 
Autorizada e Consumo 
de Biodiesel em 2020
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BIODIESEL NO BRASIL
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Fonte: www.epe.gov.br, Análise de 2020
Produção regional de Biodiesel em 
2020
Oferta de Diesel A e produção de Biodiesel
Fonte: www.epe.gov.br
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BIODIESEL: Característica
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 Sua utilização está associada à substituição de combustíveis fósseis em
motores de ignição por compressão.
 Vantagens do biodiesel:
 Isento de enxofre e de compostos aromáticos
 Ponto de fulgor elevado
 Menor emissão de material particulado
 Maior biodegradabilidade
 Fontes renováveis
Fonte da Imagem: Imagens livres do Google 
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BIODIESEL: Característica
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 As características físicas e químicas do biodiesel variam de acordo com a matéria-
prima empregada. No entanto, devem atender as especificações da Resolução ANP 07
de 19/03/2008.
Característica Limite
Massa específica a 20 °C 850-900 Kg/m3
Viscosidade cinemática a 40 °C 3,0-6,0 mm2/s
Teor de H2O (máx) 500 mg/Kg
Ponto de fulgor (mín) 100°C
Teor de éster (mín) 96,5% (m/m)
Índice de acidez (máx) 0,50 mg KOH/g
Metanol ou etanol (máx) 0,20 % (m/m)
Fonte: Elaborado pela EPE (www.epe.gov.br) com os 
dados da ANP
Comparação das especificações para o diesel S10, 
biodiesel base éster e biodiesel base 
hidrocarbonetos parafínicos (mais conhecido com 
Diesel Verde)
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BIODIESEL: Característica
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 A viscosidade e a densidade são propriedades fundamentais de combustível para
motores diesel.
 A viscosidade do biodiesel deve ser inferior ao do óleo vegetal de origem.
 Valores de densidades acima das faixas de regulagem podem levar à emissão de
poluentes como monóxido de carbono.
 O ponto de fulgor do biodiesel permite o seu uso em embarcações, uma das mais
importantes vantagens do biodiesel.
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BIODIESEL: Característica
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 Número de cetano (NC)  descrever a qualidade de ignição do diesel
mineral e seus componentes.
 O número de cetano está relacionado com a velocidade de ignição do
combustível/biocombustível.
 Maior o NC, melhor será sua combustão.
VIDEO
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BIODIESEL: Característica
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 Quanto maior e mais saturada as moléculas das cadeias de carbono do ácido graxo, maior o número
de cetano.
 O NC decresce com o aumento da insaturação e se eleva com o aumento do comprimento da
cadeia.
 AG’s saturados:
 AG’s insaturados:
CULTIVO DE OLEAGINOSAS 
FONTE: EMBRAPA 
Agroenergia
Panorama Nacional do Cultivo de Oleaginosas 
OECD/FAO (2015), “Panorama Agrícola OECD-FAO”, estatísticas agrícolas da OECD (base de dados),
Panorama Nacional dos Óleos Vegetais 
OECD/FAO (2015), “Panorama Agrícola OECD-FAO”, estatísticas agrícolas da OECD (base de dados),
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PRODUÇÃO DE BIODIESEL
O BIODIESEL também pode ser obtido a partir de óleos residuais e de gorduras animais.
PRINCIPAIS MATÉRIAS-PRIMAS USADAS NO BRASIL:
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PRODUÇÃO DE BIODIESEL
MAIS POSSIBILIDADES DE MATÉRIAS-PRIMAS
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE 
BIODIESEL 
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PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Fonte: https://www.sustenare.com.br
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LIMPEZA DOS GRÃOS
Eliminação de sujidade grossa, realizada através de peneiras
vibratórias ou outro tipo de dispositivo que separa os grãos
dos contaminantes maiores, diminuindo o risco de
deterioração e evita o uso indevido do espaço útil do silo
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
MAIS COMO É OBTIDO O ÓLEO A PARTIR DE GRÃOS?
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REMOÇÃO DE 
UMIDADE RESIDUAL 
DOS GRÃOS
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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ARMAZENAMENTO DE GRÃOS O grão deve ser armazenado em condições
adequadas, pois pode incidir diretamente no
rendimento e na qualidade do produto final.
Quando as sementes oleaginosas são
armazenadas em más condições, podem
ocorrer problemas, tais como: aquecimento
da semente, chegando até a
carbonização, aumento de
acidez; escurecimento do óleo contido na
semente, tornando difícil a refinação e
a clarificação; modificações organoléticas dos
farelos e óleos produzidos, e modificações
estruturais, como a diminuição do índice de
iodo após armazenamento prolongado.
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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ARMAZENAMENTO DE GRÃOS
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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DESCORTICAÇÃO DOS GRÃOS
 Remoção da película que
envolve as sementes.
 Os equipamentos mais
comuns são de rolos
estriados horizontais,
girando com velocidades
diferentes e em sentidos
contrários. Além destes existem
aparelhos com discos
verticais e descorticadores
de barras.
Tambor Disco
Ação Recíproca
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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TRITURAÇÃO E LAMINAÇÃO DOS GRÃOS E 
SEMENTES
O processo de trituração facilita a extração do óleo.
Efetuado através de rolos horizontais ou oblíquos.
Quando o material triturado passa por vários rolos de
trituração, no primeiro ocorre a fragmentação do
material e nos demais ocorre a laminação progressiva.
O processo de desintegração dos grãos também ativa
as enzimas celulares lipolíticas, como a lipase e a
peroxidase, assim o processo de trituração deve ser
o mais rápido possível, seguido da inativação destes
fatores.
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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1. Diminuir a viscosidade do óleo e sua tensão superficial;
2. Promover a coagulação e desnaturação parcial das
substâncias proteicas;
3. Inativar de enzimas lipolíticas;
4. Aumentar a permeabilidade das membranas celulares;
Condições e observação: Temperatura de cozimento: varia de 70 -
105 °C (dependendo da semente a ser processada).
Antes de ser submetida ao processo de prensas contínuas o
material cozido deve passar por secagem.
COZIMENTO: Ruptura adicional através de Calor úmido
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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Quando a massa de grãos é eliminada
para fora do equipamento, devido à alta
pressão e a alta temperatura, a massa é
expandida por causa da queda súbita de
pressão, e a umidade nela contida é
evaporada instantaneamente.
O material transforma-se numa estrutura
com microporos, apresentando um
aspecto esponjoso.
EXPANSÃO DOS GRÃOS COZIDOS
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
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Fração Sólida: Torta Fração Líquida: Óleo
EXTRAÇAO MECÂNICA DO ÓLEO BRUTO:
Prensas de Extração
VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=KlJxstx5yL0
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Fonte da imagem: https://ecirtec.com.br/blog/extracao-oleo-de-soja-producao-farelo/
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PRODUÇÃO DE BIODIESEL
EXTRAÇAO MECÂNICA DO 
ÓLEO BRUTO:
Prensas de Extração
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=jVwlrk9LJqA
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EXTRAÇÃO POR SOLVENTE DO ÓLEO BRUTO E RECUPERAÇÃO DA MICELA
O conteúdo de solvente no óleo é
reduzido até cerca de 5%, à
temperatura de 70 a 90 °C.
O hexano residual é destilado
em um evaporador de filme com
insuflação de vapor direto.
PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Degomagem
Neutralização
Branqueamento
Dewaxing
Desodorização 
Gomas e 
Fosfolípideos
Ácido graxos 
livres
Pigmentos,
Metais e Sabão 
Cera
Voláteis e Ácidos 
Graxos Livres
PROCESSO COMPONENTE REMOVIDO
PROCESSOS DE REFINO DO ÓLEO BRUTO
DEGOMAGEM: Retirada de certas substancias, tais
como: fosfatídeos (lecitina), proteínas ou
fragmentos de proteínas e substâncias
mucilaginosas. Elas são solúveis no óleo somente na
forma anidra e podem ser precipitadas e removidas
por simples hidratação. Evita precipitação destes
materiais durante o período de estocagem ou
durante o uso.
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BIODIESEL: Processo de Produção
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 Processo de produção de biodiesel:
 Transesterificação e Esterificação
 Transesterificação:
 Reação química de triglicerídeos com álcoois na presença de um
catalisador.
 Triglicerídeos:
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BIODIESEL: Processo de Produção
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BIODIESEL: Processo de Produção
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 Transesterificação:
 Álcoois: metanol e etanol.
 Catalisadores: ácidos, álcalis ou enzimas.
 Catálise Básica:
 Reação industrial: óleo:álcool de 1:6 e 0,4% (m/m) de NaOH ou
KOH.
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BIODIESEL: Processo de Produção
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Fonte: www.revistaespacios.com
CATÁLISE BÁSICA NA 
PRODUÇÃO DE 
BIODIESEL
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BIODIESEL: Processo de Produção
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 CATÁLISE ÁCIDA
 A catálise ácida frequentemente usa o ácido sulfúrico como
catalisador.
 As razões molares entre o álcool e o óleo vegetal, utilizadas na catálise
ácida são maiores que as da catálise básica. Para se conseguir o mesmo
rendimento, é necessário uma relação de 1:30 de óleo vegetal/álcool.
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BIODIESEL: Processo de Produção
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São utilizados em média, para a purificação do biodiesel, um volume três vezes maior de
água para cada litro de biodiesel produzido.
O biodiesel precisa ser purificado para ter qualidade estabelecida pela Resolução ANP
14 de 11.5.2012. VIDE QUADRO APRESENTADO NO INÍCIO DA AULA
DIESEL VERDE
HVO - Hydrotreated Vegetable Oil
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DIESEL VERDE
 HVO significa Hydrotreated Vegetable Oil, ou óleo vegetal hidrotratado (ou
hidrogenado), um biocombustível que resulta da mistura de hidrocarbonetos e que
pode ser usado em motores do ciclo diesel.
 O processo de produção é um processo químico de hidrotratamento, no qual a
matéria-prima reage com o gás hidrogênio em condições controladas de pressão e
temperatura.
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DIESEL VERDE
Fonte: Kiefel, Robert and Jannik T. Lüthje. “Conceptual Process Design: Production 
of Hydrotreated Vegetable Oil as an Additive for Petro-Diesel.” (2018).
LEGENDA:
HDO: Hidrodeoxigenação; DeCO2 : Descarboxilação; DeCO: Descarbonilação
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DIESEL VERDE
PROCESSOS DE PRODUÇÃO 
DO HVO: Um exemplo
Fonte: Zeman et al., 2019. Hydrotreated Vegetable Oil as a Fuel from Waste Materials 
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COMPARAÇÃO
DIESEL BIODIESEL DIESEL VERDE (HVO)
Derivado do petróleo bruto, um
combustível fóssil não renovável.
Produzido a partir de óleos
vegetais ou gorduras animais
através de um processo
chamado (trans)esterificação.
Produzido a partir de óleos
vegetais, gorduras animais ou
óleos de cozinha usados, por um
processo de hidrogenação.
Obtido do refino do petróleo
bruto em refinarias através de
destilação e outros processos de
refino.
Reações químicas ou bioquímicas de
(trans)esterificação usando
triglicerídeos (ou ácido graxos) dos
óleos ou gorduras reagem com um
álcool (metanol) na presença de um
catalisador para formar ésteres
(biodiesel).
Produzido pela hidrogenação
catalítica dos óleos vegetais ou
gorduras, resultando em um
combustível parafínico que é
quimicamente similar ao diesel
de petróleo.
1
2
Matéria-prima; Obtenção; Propriedades Físico-química e : Impactos Ambientais1 2 3 4
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COMPARAÇÃO
DIESEL BIODIESEL DIESEL VERDE (HVO)
Tem boas propriedades de
fluidez a baixas temperaturas,
mas contém enxofre e compostos
aromáticos que podem ser
poluentes.
Possui maior ponto de fulgor e
melhores propriedades de
lubrificação, mas pode ter
problemas de viscosidade em baixas
temperaturas.
Possui propriedades superiores de
combustão e fluidez a baixas
temperaturas comparado ao
biodiesel, e é livre de enxofre e
aromáticos, resultando em menos
emissões de poluentes.
Produz emissões significativas de
dióxido de carbono (CO2), óxidos de
nitrogênio (NOx), enxofre (SOx) e
material particulado, contribuindo
para a poluição do ar e mudanças
climáticas.
Reduz as emissões de CO2, SOx e
material particulados em
comparação com o diesel de
petróleo, mas pode aumentar as
emissões de NOx. É biodegradável e
renovável.
Reduz significativamente as
emissões de CO2, NOx, SOx e
particulados em comparação com
ambos, diesel de petróleo e
biodiesel. Também é renovável e
possui menor impacto ambiental
devido à ausência de compostos
aromáticos e enxofre.
3
4
OBRIGADO!
valderez.rocha@ufc.br
valponterocha@yahoo.com.br 
Universidade Federal do Ceará
Campus do Pici, Bloco 709
Departamento de Engenharia Quuímica 
60455760 , Fortaleza -CE
	BIOMASSA E BIOENERGIA
	AVISO
	BIODIESELNO BRASIL �
	BIODIESEL: DEFINIÇÃO 
	Número do slide 5
	BIODIESEL: BRASIL
	BIODIESEL: BRASIL
	BIODIESEL NO BRASIL
	BIODIESEL NO BRASIL
	BIODIESEL: Característica
	BIODIESEL: Característica
	Número do slide 12
	BIODIESEL: Característica
	BIODIESEL: Característica
	BIODIESEL: Característica
	Número do slide 16
	Número do slide 17
	Número do slide 18
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL �
	PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	PRODUÇÃO DE BIODIESEL
	Número do slide 34
	BIODIESEL: Processo de Produção
	BIODIESEL: Processo de Produção
	BIODIESEL: Processo de Produção
	BIODIESEL: Processo de Produção
	BIODIESEL: Processo de Produção
	BIODIESEL: Processo de Produção
	Número do slide 41
	DIESEL VERDE
	DIESEL VERDE
	DIESEL VERDE
	COMPARAÇÃO
	COMPARAÇÃO
	OBRIGADO!