O biodiesel pode ser usado como substituto dos combustíveis à base de petróleo. A maior característica do “biodiesel” é sua renovabilidade, sendo um substituto do diesel que queima de forma limpa e gera empregos. O recurso nunca será esgotado e ainda ajuda a melhorar o meio ambiente. A EPA reconheceu os benefícios ambientais do biodiesel ao classificá-lo como um Biocombustível Avançado, tornando o biodiesel o único combustível em escala comercial produzido nacionalmente que atende aos critérios avançados da agência.
Biodiesel de Matéria-Prima
Biodiesel se refere ao éster metílico ou etílico de ácidos graxos formado a partir de óleo vegetal (como óleo de canola, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de milho, óleo de algodão, etc.), óleo animal (como óleo de peixe, banha, manteiga, óleo de carneiro, etc.), óleo residual ou óleo microbiano e metanol ou etanol por conversão em éster. O biodiesel é uma típica “energia verde”, com bom desempenho ambiental, bom desempenho na partida do motor, bom desempenho como combustível, ampla fonte de matérias-primas, renovável e outras características. É de grande importância estratégica desenvolver o biodiesel para o desenvolvimento econômico sustentável, promover a substituição de energia, reduzir a pressão ambiental e controlar a poluição do ar urbano.
O biodiesel pode ser produzido a partir de óleo vegetal e óleo animal, mas atualmente, ácidos graxos, óleo de cozinha usado, óleo residual urbano e resíduos refinados são usados como matérias-primas. Não apenas o óleo de cozinha residual produzido pelo setor de alimentação, mas também óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo de algodão, óleo de amendoim, óleo de girassol, óleo de palma e óleo de coco, na verdade, têm a possibilidade de “se transformar” em óleo diesel.
O biodiesel é um tipo de energia renovável e limpa, que é um éster metílico de ácidos graxos obtido após esterificação e transesterificação de óleo animal e vegetal e álcoois de cadeia curta, como metanol.
O biodiesel é uma típica “energia verde”, com bom desempenho ambiental, bom desempenho na partida do motor, bom desempenho do combustível, ampla fonte de matérias-primas, renovável e outras características. Nos últimos anos, muitos estudos confirmaram que, seja em um motor a diesel pequeno e leve, seja em um motor a diesel grande e pesado ou em um trator, os hidrocarbonetos são reduzidos em 55% a 60% após a queima do biodiesel, as partículas em suspensão são reduzidas em 20% a 50%, o CO é reduzido em mais de 45% e os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos são reduzidos em 75% a 85%. O biodiesel refere-se ao éster metílico ou etílico de ácidos graxos formado a partir de óleo vegetal (como óleo de colza, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de milho, óleo de algodão, etc.), óleo animal (como óleo de peixe, banha, manteiga, óleo de carneiro, etc.), óleo residual ou óleo microbiano e metanol ou etanol por conversão éster. Óleos vegetais e gorduras animais com um certo símbolo estrutural de glicerídeos de ácidos graxos (ou seja, triglicerídeos) são frequentemente usados como matérias-primas para o biodiesel.
Comparação de Parâmetros entre Biodiesel e Diesel Mineral
| Characteristic | Biodiesel | Mineral Diesel |
|---|---|---|
| 20°C density(g/ml) | 0.88 | 0.83 |
| 40°C dynamic viscosity(m㎡/S) | 1.9-6 | 2-4 |
| Flash point(OC in P and M closed cups) | Not less than 130 | 60 |
| Calorific value(MJ/I) | 32 | 35 |
| Combustion efficiency(diesel=100%) | 104 | 100 |
| Sulfur Content(W%) | ＜0.05 | ＜0.2 |
| Oxygen content(V%) | 10 | 0 |
| Burning 1kg of fuel by stoichiometry minimum air consumption(KG) | 12.5 | 14.5 |
| Water hazard level | 1 | 2 |
| Biodegradation rate after three weeks(%) | 98 | 70 |
| Flammability(cetane number) | Not less than 49 | Minimun 46 |
Vantagens do Biodiesel
Bom desempenho de ignição: O número de cetano é um índice de qualidade para medir o desempenho do combustível no motor de ignição por compressão. O número de cetano do biodiesel é superior a 45 (45 para diesel petroquímico), e seu desempenho de ignição é melhor do que o do diesel petroquímico.
Combustível mais suficiente: O teor de oxigênio do biodiesel é maior do que o do diesel petroquímico, chegando a 11%. A quantidade de oxigênio necessária no processo de combustão é menor do que a do diesel petroquímico, e a combustão é mais suficiente do que a do diesel petroquímico.
Ampla aplicabilidade: Além de ser um combustível alternativo para motores a diesel, como ônibus e caminhões, o biodiesel também pode ser usado como combustível alternativo para motores diesel não rodoviários, como transporte marítimo, equipamentos de energia hidráulica, equipamentos de mineração geológica e usinas de combustível.
Boa versatilidade: Não é necessário trocar o motor diesel, ele pode ser adicionado diretamente para uso, e não é necessário adicionar equipamentos adicionais de abastecimento, armazenamento e transporte, além de treinamento técnico especial para o pessoal (geralmente outros combustíveis alternativos podem exigir modificação do motor antes do uso).
Seguro e confiável: O ponto de inflexão do biodiesel é maior do que o do diesel petroquímico, o que é propício ao armazenamento, transporte e uso seguros.
Economia de energia e redução de consumo: O biodiesel em si é um combustível, e pode ser misturado com diesel petroquímico em certa proporção para reduzir o consumo de combustível e melhorar o desempenho energético.
Possui excelentes propriedades ambientais: O baixo teor de enxofre no biodiesel faz com que a emissão de SO2 e sulfeto seja baixa, o que pode ser reduzido em cerca de 30% (70% quando há um catalisador); O dano corporal humano é baixo.
Proteger equipamentos de potência: A viscosidade cinemática do biodiesel é ligeiramente maior que a do diesel. Sem afetar a atomização do combustível, é mais fácil formar uma película de óleo na parede interna do cilindro, melhorando assim a lubrificação das partes móveis e reduzindo o desgaste das peças.
Perspectiva de desenvolvimento do biodiesel
A produção de biodiesel está sendo vigorosamente promovida para reduzir as importações de petróleo. Estão sendo arrecadados fundos para desenvolver energia de biomassa, exigindo que o uso da energia de biomassa seja triplicado até 2010, e o biodiesel também está listado como uma das energias de biomassa.
A situação internacional de desenvolvimento do biodiesel é otimista, e existem três formas principais de produzir biodiesel: primeiro, o uso de óleo comestível para produzir biodiesel; A segunda é o uso da fermentação de bagaço para produzir diesel; A terceira é o uso de “microalgas de engenharia” para produzir diesel.
Princípios do biodiesel
Para melhorar a eficiência de produção do óleo diesel, é mais benéfico aprimorar a eficiência da produção do óleo diesel utilizando tecnologia de imobilização enzimática e adicionando metanol no processo de reação. Essa enzima imobilizada (lipase) é derivada da Candidaantaretica, que junto com o transportador é transformada em uma coluna de reação para produção de diesel a uma temperatura controlada de 30°C e uma taxa de conversão de 95%. Essa lipase pode ser usada continuamente por 100 dias sem perda de vidas. Após o líquido de reação passar várias vezes pela coluna de reação, o reagente é deixado para descansar e a glicerina é separada, podendo ser usada diretamente como biodiesel.
Além da produção enzimática de óleo vegetal do biodiesel, também há resultados de pesquisas usando bagaço como matéria-prima para produzir diesel de alta qualidade; diz-se que 1 tonelada de energia de bagaço equivale a 1 barril de óleo (31,5 galões por barril, 3,7853 litros por galão).