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BIOCOMBUSTÍVEIS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Prof. Dr. Daniel Albiero
FORTALEZA-CE
INTRODUÇÃO - Fotossíntese
BIOCOMBUSTÍVEIS
Biocombustíveis são combustíveis produzidos a partir da
biomassa (matéria orgânica).
Biomassa
Biocombustíveis
MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA-2009
(Oferta de energia)
MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA-2009
(Oferta de energia elétrica)
BIOCOMBUSTÍVEIS
Biocombustíveis
Gasosos
Sólidos
Líquidos
BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS
BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIOETANOL
Este é, de facto um processo antigo que, apesar da sua aplicação à escala verdadeiramente industrial datar de 1930, é um dos processos químicos que o Homem mais cedo descobriu. E se há 30 séculos os chineses destilavam o etanol a partir de licor fermentado de arroz, hoje em dia a fermentação é o processo industrial dominante (90% da produção mundial), e faz-se a partir de uma série de matérias-primas possíveis – açúcares (melaço, cana de açúcar, beterraba), amidos (milho, trigo, aveia, arroz, mandioca, batata doce, ervilha, feijão), celuloses (madeira, resíduos industriais ou agrícolas). Alguns dos microorganismos usados são as Saccharomyces cerevisiae e Zymonas mobilis. As reacções em jogo são: Açúcares (cana/batata doce)C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
Amido (milho/batata)[C6H10O5]x + x H2O x C6H12O6
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
Celuloses (palhas/bagaço)C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
Muito rapidamente, o exemplo de um processo de fermentação de açúcar é ilustrado na figura ao lado. A produção faz-se numa bateria de fermentadores que operam em contínuo. A corrente do 3º fermentador segue para um decantador que recebe a mistura que contém água, etanol, e óleo. O decantador liberta biomassa e proteínas. Desta corrente recircula-se 25% para o primeiro fermentador. Os restantes 75% são enviados para um filtro prensa que produz um composto rico em proteínas, o DDGS, que é vendido como ração animal. [6.2]
BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIOETANOL
FONTES - BIOETANOL
VANTAGENS - BIOETANOL
DESVANTAGENS - BIOETANOL
Hidrólise Enzimática - BIOETANOL
BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIODIESEL
BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS - BIODIESEL
Etanol ou metanol
Metanol ou etanol
FONTES - BIODIESEL
VANTAGENS - BIODIESEL
VANTAGENS - BIODIESEL
DESVANTAGENS - BIODIESEL
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS - FONTES
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS - FONTES
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS
Pirólise
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – PROCESSOS SYNGAS=Synthesis gas
VANTAGENS – BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS
DESVANTAGENS – BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS – FONTES - BRIQUETES
BIOCOMBUSTÍVEIS GASOSOS• Biogás
– Mistura de gases:– Formação comum na natureza: pântanos, lamas escuras, locais onde a
celulose sofre decomposição;– Resultante da digestão anaeróbia (biometanização)
• Decomposição de material orgânico, por meio de bactérias;• Resíduos e água – biodigestor; • Atmosfera deficiente em oxigênio;
– Normalmente utiliza-se esterco e resíduos vegetais:• Suíno;• Bovino;• Aves (galinha);• Celulose.
– Fases da biometanização (digestão anaeróbia):
• Hidrólise – bactérias liberam enzimas responsáveis por quebrar moléculas maiores;
• Ácida – bactérias transformam moléculas de proteína, gordura e carboidratos em ácidos e outros componentes;
• Metanogênica – bactérias atuam sobre o hidrogênio e dióxido de carbono, produzindo metano.
– Após biometanização: biogás, uma parte sólida que decanta no fundo do tanque (biofertilizantes) e uma parte líquida que corresponde ao efluente mineralizado (tratado);
BIOGÁS
BIOGÁS - FONTES
Indiano
Chinês
Balão
BIOGÁS - SISTEMAS
BIOGÁS - SISTEMAS
VANTAGENS – BIOGÁS
DESVANTAGENS – BIOGÁS
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS
Bactérias para produzir biodiesel
• Cientistas desenvolveram uma cepa de cianobactéria, que possui cor azulada e capacidade de fazer fotossíntese, do gênero Synechocystis, para produzir ácidos graxos
• Os pesquisadores conseguiram retirar esses ácidos sem destruir a bactéria por meio da introdução de genes no DNA desses microrganismos para a produção de uma enzima chamada tioesterase.
• Com os ácidos graxos é possível produzir biodiesel.
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS• A manipulação da bactéria Escherichia coli,
comumente encontrada no intestino humano, pode gerar dois tipos de biocombustível de alta energia a partir de açúcares simples.
As bactérias podem secretar enzimas hemicelulase. As alterações genéticas possibilitam que as
bactérias produzam diretamente essas
moléculas a partir de um componente da
biomassa derivada das plantas.
•Nestas bactérias foram incorporados genes que permitem produzir ésteres de biodiesel de ácidos gordos e etanol”, conseguindo com isto que as bactérias fabricassem bicombustível passível ser diretamente usado.
• Bicombustível Perfeito • Pesquisadores da Universidade da
Califórnia modificaram geneticamente uma cianobactéria para fazê-la consumir dióxido de carbono e produzir o combustível líquido isobutanol, que tem grande potencial como alternativa à gasolina.
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR BACTÉRIAS
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR ALGAS
Bioquerosene
BIOCOMBUSTÍVEIS PRODUZIDOS POR ALGAS
Biodiesel