Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 429688.pdf: 2839415 bytes, checksum: b3a0eae8a91029f0b34ff4d7cd57a89c (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Atualmente encontra-se instalada uma mini-usina piloto para produ??o de biodiesel a partir de ?leos vegetais e gorduras, mais especificamente com ?leos de frituras usados, com capacidade de processamento de 380 L/batelada, cedida em comodato pela Empresa RSBIO M?quinas e Equipamentos Ltda ao Centro Social Marista (CESMAR) de Porto Alegre, em parceria com a PUCRS. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para produ??o do biodiesel, envolvendo a coleta e pr?-tratamento do ?leo de fritura, processamento e produ??o de biodiesel, confec??o de manual operacional da mini-usina e do processo, an?lises do biocombust?vel e testes preliminares em motor diesel com diferentes misturas. O biodiesel produzido (total de 5 bateladas) foi analisado por Cromatografia Gasosa (CG) para determinar os teores de ?steres. Para os testes de desempenho, foram realizados ensaios em motor ciclo diesel de 2800 cm3, 4 cilindros, inje??o eletr?nica, instalado em banco dinamom?trico. Nos ensaios realizados segundo normas da SAE (Society of Automotive Engineers), foram analisados par?metros como pot?ncia, torque e consumo espec?fico de combust?vel. Os resultados obtidos apresentaram os seguintes valores m?dios: B5 (28.6 kW; 121 N.m; 1.7 L/hr) e B20 (26.8 kW; 114 N.m; 1.5 L/hr), sendo que o uso de B20 n?o alterou de forma significativa o desempenho do motor.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 436188.pdf: 5507987 bytes, checksum: bb7dbc2c844572b613d5bebdeb70d2ae (MD5) Previous issue date: 2011-08-18 / Since the biodiesel national programs began, many research groups have been studied this fuel efficiency, such as economical aspects, environments effects and engine performance and durability. The research objective was project and build a pin-on-disk device test per ASTM G99 95a (Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus) to test material wear under diesel (B5) biodiesel (B100). The project validation was realized by performing aluminum-silicon wear test under two conditions: in presence of diesel (B5) and in presence of biodiesel (B100), with fix speed of 220 rpm, pin load of 5 N and 8 N during 150,000 cycles. The test analysis desired to compare the wear of an alloy used in diesel engines under different solutions. After the wear test, the disc weight loss, the topography and the microstructure were analyzed. The qualitative preliminary result shows better lubricates of biodiesel (B100) to test conditions adopted. / Desde o surgimento dos programas nacionais para a adi??o de biodiesel no diesel, diversos grupos t?m estudado a efic?cia deste combust?vel, abordando aspectos econ?micos, de meio ambiente, desempenho e durabilidade dos motores diesel. O presente trabalho tem o objetivo de projetar, construir e testar um trib?metro para an?lise de materiais submersos em biodiesel e diesel. O equipamento de teste foi desenvolvido tendo como refer?ncia a norma ASTM G99 95a (Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus). A valida??o do projeto se realizou mediante ensaios de desgaste da liga alum?niosil?cio AA305 em duas condi??es: na presen?a de diesel (B5) e na presen?a de biodiesel (B100), com rota??o fixa de 220 rpm, e for?as de 5 N e 8 N durante per?odos de 150.000 ciclos. As an?lises dos dados tiveram como finalidade fazer um comparativo do desgaste da liga em estudo, utilizada em motores diesel, em diferentes solu??es. Ap?s os ensaios foram analisadas as perdas de massa, a topografia do disco e a microestrutura. A an?lise qualitativa das amostras indicou melhor lubricidade do biodiesel (B100) para as condi??es de teste adotadas.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 447629.pdf: 2382571 bytes, checksum: 999da6d02e2dc0c5fc30206679b990bf (MD5) Previous issue date: 2012-10-09 / The Crude Glycerin, by-product of biodiesel manufacturing, became a problem for producers due to its low value of commercialization; besides, it does not have a real application on the industrial sector because of its high level of NaCl (~7%). These technical difficulties impede its absorption by the industry. On this paper we use the life cycle assessment methodology to evaluate the environmental performance of two processes of purification of Crude Glycerin, the distillation process and the viacetal process which is being developed by Petrobras. The system boundaries are assessed from cradle to gate, that is, we evaluate the glycerin from soybean cultivation to biodiesel production, oil extraction, transesterification and purification. The results on Greenhouse Gas point to the agricultural phase as the critical step in the life cycle of glycerol, representing 49% of 4167 kg CO2-Eqv per ton of Glycerol purified by distillation process while the purification process represents only 10% of this category of impact. / A glicerina loira, co-produto da produ??o do biodiesel, tornou-se um problema para os produtores devido ao baixo valor de comercializa??o. Al?m disso, n?o encontra espa?o no setor industrial para aplica??o, pois apresenta elevado percentual de NaCl (~7%) impedindo a sua absor??o pela ind?stria devido a dificuldades tecnol?gicas. Neste trabalho utilizamos a metodologia de Avalia??o do Ciclo de Vida para avaliar o desempenho ambiental de dois processos de purifica??o da glicerina loira, o processo de destila??o e o processo viacetal que esta sendo desenvolvido pela Petrobras. As fronteiras do sistema avaliado s?o do ber?o ao port?o, ou seja, avaliamos a glicerina desde o cultivo da soja para a produ??o do biodiesel, extra??o do ?leo, transesterifica??o e purifica??o. Os resultados para Gases de Efeito Estufa apontam a fase agr?cola como a etapa critica no ciclo de vida do glicerol, representando 49% de 4167 kg CO2-Eqv por 1,0 tonelada de glicerol purificado pelo processo de destila??o, o processo de purifica??o representa 10% desta categoria de impacto.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 448319.pdf: 5128062 bytes, checksum: 0ca1e37bcb7bda21e043e5afbff16b9f (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / The Life Cycle Assessment (LCA) of biodiesel pilot production from frying oil was performed. The scope includes from the collection stage of frying oil, extraction and processing of raw materials, to the production of biodiesel. The functional unit chosen was the production of 300kg of biodiesel. For comparative assessment of the current structure of the unit was developed alternative scenarios derived from the original version of the unit. The categories of impact selected for this evaluation were potential of climate change, ozone depletion, acidification and terrestrial depletion of fossil resources. Was visualized that variations of scenarios may result to impacts avoided and minimization of material use. Can be observed that the simple addition of alternative processes can collaborate with increase of emissions and variations of scenarios interchange internal values of Life Cycle Assessment and the final results may conceal what is happening during the process. Finally, this work brings ways to minimize the impacts of producing unit of biodiesel, basing choices on results and numerical expressions, in addition to environmental criteria. / Nesse trabalho foi realizado a Avalia??o do Ciclo de Vida (ACV) de Unidade Piloto de Produ??o de Biodiesel a parti de ?leo de fritura. O escopo integra desde a etapa de coleta de ?leo de fritura, extra??o e beneficiamento de insumos, at? a produ??o do biodiesel. A unidade funcional escolhida foi a produ??o de 300kg de biodiesel. Para avalia??o comparativa da atual estrutura da unidade foi elaborado cen?rios alternativos derivados da vers?o original da unidade. As categorias de impacto selecionadas para essa avalia??o foram Potenciais de Mudan?as Clim?ticas, Deple??o do Oz?nio, Acidifica??o Terrestre e Deple??o de Recursos F?sseis. Visualizou-se que as varia??es dos cen?rios podem acarretar em impactos evitados e minimiza??o de uso de materiais. P?de-se observar tamb?m que a simples adi??o de processos alternativos pode colaborar com aumento das emiss?es. Tamb?m se p?de notar que as varia??es de cen?rios alteram valores internos da Avalia??o do Ciclo de Vida e que os resultados finais podem esconder o que est? acontecendo durante o processo. Com isso esse trabalho traz formas de minimizar os impactos da unidade produtora de biodiesel, embasando as escolhas em resultados e express?es num?ricas, al?m de crit?rios ambientais.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 450942.pdf: 4010339 bytes, checksum: dc351c22fdec0c4f0d2110191ee28e2f (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / Technological advances that allow reducing the biodiesel production process costs practiced today, are needed to make it more competitive against fossil fuels costs. In this context, the present work studied two methods for the synthesis of biodiesel via enzymatic catalysis using rice bran and the crude oil extracted from it, through the biotransformation of oil in the rice bran and using the lipase found in raw material as biocatalyst. When it was used the molar ratios of methanol:oil 8:1 and hexane:methanol 12:1, 35?C, 180 rpm, 10.5% moisture, 25 g of rice bran for 24 h the reaction with the addition of methanol in two steps has been reached 5.7% conversion to methyl esters. This result demonstrated that the hydrophobic organic solvent with log P > 3 assisted enzymatic catalysis when compared polar solvent (acetronitrile/t-butanol/methanol). The pH adjustment of the medium with the addition of potassium methoxide (1% w/w KOH/oil) under the same reaction conditions increased in 2.2 times conversion to methyl esters (12.9%). The addition of higher concentrations of potassium methoxide (1.5 and 2% w/w) kept the pH ≈ 7, but had no effect on the conversion to methyl esters, unlike promoted a decrease to 10.7% and 7.1%, respectively. The enzymatic catalysis performed on the crude oil extracted from rice bran with molar ratios of methanol:oil 3:1 and hexane:methanol 3:1 using Porcine pancreatic lipase keeping constant the other reaction parameters, led to a 72.1% of conversion to methyl esters. This work showed that, under suitable conditions, the enzyme lipase is more protected from methanol toxicity, while it improves the solubility of the alcohol in the oil thereby promoting the synthesis of biodiesel from rice bran. / Avan?os tecnol?gicos que possibilitem reduzir os custos do processo de produ??o de biodiesel praticados hoje em dia s?o necess?rios, para torn?-lo mais competitivo frente aos combust?veis f?sseis. Neste contexto, o presente trabalho estudou a s?ntese de biodiesel via cat?lise enzim?tica utilizando o farelo de arroz e o ?leo bruto extra?do deste atrav?s da biotransforma??o do ?leo no farelo de arroz e utilizando a lipase presente nesta mat?ria-prima como biocatalisador. Ao se usar as raz?es molares de 8:1 de metanol:?leo e 12:1 de hexano:metanol, 35?C, 180 rpm, 10,5% de umidade, 25 g de farelo de arroz, durante 24 h de rea??o com adi??o de metanol em duas etapas foi alcan?ado 5,7% de convers?o em ?steres met?licos. Este resultado demonstrou que o solvente org?nico hidrof?bico com log P > 3 auxiliou a cat?lise enzim?tica quando comparado com um solvente polar (acetronitrila/t-butanol/metanol). O ajuste de pH do meio com a adi??o de met?xido de pot?ssio (1% m/m KOH/?leo), nas mesmas condi??es reacionais, aumentou em 2,2 vezes a convers?o em ?steres met?licos (12,9%). A adi??o de maiores concentra??es de met?xido de pot?ssio (1,5 e 2% m/m) manteve o pH ≈ 7, mas n?o teve efeito na convers?o em ?steres met?licos, ao contr?rio promoveu uma redu??o para 10,7% e 7,1%, respectivamente. A cat?lise enzim?tica realizada sobre o ?leo bruto extra?do do farelo de arroz nas raz?es molares de 3:1 de metanol:?leo e 3:1 de hexano:metanol utilizando a lipase Porcine pancreas, mantendo-se constante os outros par?metros reacionais, levou a uma convers?o de 72,1% em ?steres met?licos. Este trabalho mostrou que, em condi??es adequadas, a enzima lipase est? mais protegida da toxidade do metanol, ao mesmo tempo em que melhora a solubilidade deste ?lcool no ?leo promovendo assim a s?ntese de biodiesel a partir do farelo de arroz.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 464277.pdf: 4145910 bytes, checksum: 2e0c58bf8b4cf1d7528d07398ef31162 (MD5) Previous issue date: 2014-10-10 / Nowadays, the use of biomass for biofuel production is a widely discussed issue, mainly because of environmental impacts. Soybeans are the main raw material used for the Brazilian biodiesel production, and Rio Grande do Sul is one of the largest producers of soybean in Brazil and the world. Its importance is due mainly because of its versatility, being employed, also, for example, in food, agricultural and chemical industries. However, there are no studies of the environmental performance of the soy produced in the state of Rio Grande do Sul. In this scenario, the Life Cycle Assessment is presented as a tool to evaluate the environmental performance. Therefore, this paper presents an assessment of the environmental performance of the soy produced in the state of Rio Grande do Sul, from the construction of an representative life cycle inventory of the study area. The study was conducted from cradle to gate of the farm from specific primary data for the steps which are the main link in the production of soybeans in the Rio Grande do Sul, on the 2012/2013 harvest. Secondary data were obtained from the literature and databases available on SimaPro? software. The inventory data were collected in 23 municipalities that together account for 32% of total production of soybean state. Alternative scenarios for change land use change show emission values ranging from 0.03 to 1.03 eq.ha-1 t CO2. The Life Cycle Assessment was conducted from these data and the normalized score calculated from the CML 2001 method revealed a significant contribution seeding and fertilization stage due to the use of phosphate fertilizer. The potential for global warming was largely influenced by the Land Use Change. / Atualmente, a utiliza??o da biomassa para a produ??o de biocombust?veis ? uma quest?o amplamente discutida, principalmente por causa dos impactos ambientais. A soja ? a principal mat?ria-prima utilizada para a produ??o de biodiesel brasileiro, e o Rio Grande do Sul ? um dos maiores produtores de soja do Brasil e do mundo. Sua import?ncia se d?, principalmente, devido a sua versatilidade, sendo empregada, tamb?m, por exemplo, nos setores aliment?cios, agropecu?rios e quimico. Entretanto, n?o h? estudos do desempenho ambiental da soja produzida no estado do Rio Grande do Sul. Neste cen?rio, a Avalia??o de Ciclo de Vida apresenta-se como uma ferramenta para avaliar o desempenho ambiental. Logo, o presente trabalho apresenta uma avalia??o da soja produzida no estado do Rio Grane do Sul, a partir da constru??o de um invent?rio do ciclo de vida representativo da regi?o em estudo. O estudo foi conduzido do ber?o ao port?o da fazenda a partir de dados prim?rios espec?ficos para as etapas que constituem o elo principal da produ??o da soja do Rio Grande do Sul, referente ? safra 2012/2013. Dados secund?rios foram obtidos a partir da literatura e bases de dados dispon?veis no software SimaPro?. Os dados de invent?rio foram coletados em 23 munic?pios que, juntos, respondem por 32% da produ??o total de soja do estado. Cen?rios alternativos para mudan?a no uso da terra apresentaram valores de emiss?o variando entre 0,03 1,03 t CO2 eq.ha-1. A Avalia??o de Ciclo de Vida foi conduzida a partir destes dados e o escore normalizado calculado a partir do m?todo CML 2001 revelou uma significativa contribui??o da etapa de semeadura e fertiliza??o em decorr?ncia do uso de fertilizante fosfatado. O potencial para aquecimento global foi majoritariamente influenciado pela Mudan?a de Uso da Terra.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:51:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 460927.pdf: 1283521 bytes, checksum: 4cd3a506cc6198771e3bac28f9c816ad (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / The raw glycerol derived from the biodiesel production is considered an industrial waste that has raised great concerns in the biofuels industry, mainly due to its low commercial value, its reduced assimilation after purification as well as to the high costs associated with its disposal. In this context, the use of microorganisms on biodegradation processes and bioconversion of raw glycerol to molecules with high added-values tends to enhance the biodiesel production chain, and minimize environmental impacts associated with its disposal, often done improperly. Thus, the goal of this work was to investigate and identify, in different environmental samples, the presence of yeasts capable of using raw glycerol as sole carbon source, and investigate in a preliminary manner their eventual metabolic products. Fifty-seven yeasts derived from the regional biodiversity were evaluated and five of them were selected as metabolically able for raw glycerol consumption. The selected isolates were cultured under different conditions of temperature, glycerol concentration and oxygenation in order to establish the best growing conditions. In order to investigate eventual products generated from the raw glycerol assimilation, high-performance liquid chromatography (HPLC) analyses and emulsification assays were performed. As results, this work presents the first report of raw glycerol consumption by Zygowilliopsis californica, Pichia fermentans, Candida melibiosica and by a probable new yeast species of Candida genus (Candida sp.) isolated in this work. Still, this is the first report of this metabolic feature for a species of Zygowilliopsis genus. Moreover, Z. californica and Candida sp. presented some evidence to bear the metabolic potential to produce molecules of industrial interest from raw glycerol. These data may contribute for future strategies that aim the value increase of the biodiesel production chain. / O glicerol bruto derivado da produ??o do biodiesel ? considerado um rejeito industrial que tem despertado grande preocupa??o na ind?stria de biocombust?veis, dentre outros fatores, devido ao seu baixo valor comercial, sua reduzida assimila??o ap?s processo de purifica??o e aos altos custos associados ao seu descarte. Nesse contexto, a aplica??o de microrganismos em processos de biodegrada??o ou bioconvers?o do glicerol bruto em mol?culas de maior valor agregado tende a valorizar a cadeia produtiva do biodiesel, e a minimizar impactos ambientais associados ao seu descarte, muitas vezes feito de forma inadequada. Deste modo, o objetivo desde trabalho foi investigar e identificar, em diferentes amostras ambientais, a presen?a de leveduras capazes de utilizar, como ?nica fonte de carbono, o glicerol bruto, bem como investigar de maneira preliminar eventuais produtos metab?licos. Cinquenta e sete leveduras oriundas da biodiversidade local foram avaliadas e cinco delas selecionadas por apresentaram o potencial metab?lico de interesse. Os isolados selecionados foram cultivados sob diferentes condi??es de temperatura, concentra??o de glicerol e oxigena??o, com a finalidade de estabelecer as melhores condi??es para o seu crescimento. An?lises de cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE) e de atividade emulsificante foram realizadas com a finalidade de investigar eventuais produtos gerados a partir do consumo do glicerol bruto. Como resultados, este trabalho traz o primeiro relato do potencial de utiliza??o de glicerol bruto por Zygowilliopsis californica, Pichia fermentans, Candida melibiosica e por uma prov?vel esp?cie nova do g?nero Candida (Candida sp.) isolada durante este trabalho. Esta ? tamb?m a primeira descri??o desta atividade metab?lica para uma esp?cie do g?nero Zygowilliopsis. De forma adicional, Z. californica e Candida sp. apresentaram ind?cios de capacidade metab?lica para bioconvers?o do glicerol bruto em mol?culas de valor industrial. Os dados levantados neste trabalho poder?o contribuir para futuras estrat?gias que visem ? valoriza??o da cadeia produtiva do biodiesel.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 444965.pdf: 19735321 bytes, checksum: 848931c529752f1baa29108987cfc311 (MD5) Previous issue date: 2012-11-09 / Biodiesel is a synthetic fuel usually produced by the transesterification reaction. This study was undertaken to monitor the kinetics of the transesterification reaction between soybean oil and methanol catalyzed by potassium methoxide. A series of reactions was monitored with a laser spectrometer used to analyze the absorption and scattering of light in real-time. The objectives of this study aimed to determine when the reaction came in chemical equilibrium. This objective was achieved by observing an arbitrary time interval, experimentally obtained from the graph of electrical resistance versus time, allowing optimize reaction time, by using a monitoring system that combined the information received through multiple sensors. Determine if the optical phenomenon observed during the reaction could be described by Euclidean geometry and whether it was related with the internal conical diffraction. It was found that it is not related to the internal conical diffraction, however, depending on the scale applied to observe the optical phenomenon it can be described by the Euclidean geometry. The goal of developing analytical instrumentation was achieved by constructing a non-invasive laser spectrometer. / O biodiesel ? um combust?vel sint?tico, geralmente produzido a partir da rea??o de transesterifica??o. Este trabalho foi desenvolvido para monitorar a cin?tica da rea??o de transesterifica??o entre o ?leo de soja e o metanol, catalisada por met?xido de pot?ssio. Uma s?rie de rea??es foi monitorada com um espectr?metro laser, utilizado para analisar a absor??o e o espalhamento da luz em tempo-real. Os objetivos deste trabalho visaram determinar quando a rea??o entrou em equil?brio qu?mico. Atingiu-se este objetivo atrav?s da observa??o de um intervalo arbitr?rio de tempo, obtido experimentalmente a partir do gr?fico da resist?ncia el?trica em fun??o do tempo, permitindo otimizar o tempo de rea??o atrav?s da utiliza??o de um sistema de monitoramento que combinava as informa??es recebidas atrav?s de v?rios sensores. Determinar se o fen?meno ?ptico observado durante a rea??o poderia ser descrito pela geometria Euclidiana e se o mesmo tinha rela??o com a difra??o c?nica interna. Constatou-se que o mesmo n?o apresenta rela??o com a difra??o c?nica interna, por?m, dependendo da escala utilizada para observar o fen?meno ?ptico, ele pode ser descrito pela geometria Euclidiana. O objetivo de desenvolver instrumenta??o anal?tica foi alcan?ado atrav?s da constru??o de um espectr?metro laser n?o invasivo.