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2016 - Renata Ara?jo Dantass.pdf: 3354692 bytes, checksum: 1d9395453e1cd720f2bd08e346ef7ce7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T18:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-12-15 / The increasing economic and technological development over the world has caused a huge demand of energy. In Brazil, the transportation sector is the main responsible for energy consumption in the country, reaching 45.2% of the diesel use. In this scenario, renewable fuels become an attractive alternative due to the numerous benefits attributed to their use, such as degradability, absence of toxicity, reduction of pollutant emission and renewable origin. As in other countries, Brazil has authorized the use of a minimum quantity of biodiesel in diesel. Currently, according to federal law n? 11.097/2005, the minimum mixing percentage is equivalent to 7% and during 2016, it will increase to 8%. However, the major challenge to produce biodiesel in a large-scale is the high operating cost. According to the literature, the raw material costs are so high, and correspond to 70-85% of the total cost of production. The use of alternative and low cost sources of triglycerides for biodiesel production has been extensively studied. Waste oil, from domestic and commercial consumption, is a potential residue because of its high quantity available and low aggregated value. In this context, the production of biodiesel in a pilot unit present in the UFRRJ was studied using the homogeneous alkaline transesterification reaction. The operational condition used in the pilot plant was previously determined from an experimental planning, choosing the best one that gave the high conversion and acceptable values of viscosity. The simulations were performed in the SuperPro Designer?, and the prices of materials, utilities, consumables and costs with operators were determined based on the domestic and international market. A previous analysis of the production of 250 kg/batch of biodiesel was economically viable considering the unit cost of biodiesel of $ 0.62/kg. The sensitivity analysis showed that the plant becomes economically viable from a biodiesel price equal or greater than $ 0.754/kg, almost 34 cents above the initially estimated value. In order to turn the biodiesel production more profitable, simulations were done with different vegetable oils with different levels of costs. The results were unsatisfactory from the economic point of view, confirming the importance of the use of low cost raw materials. A scale up was made from the pilot unit and the technical and economic data showed that the project becomes more profitable starting from the production of 2.500 kg of residual oil, presenting IRR and return time of respectively 116.9 % and 1 year. The production of biodiesel in the pilot unit was carried out and the specifications were compared to ANP. The values of viscosity, specific mass, flash point, iodine content and corrosivity were in the limit range established by ANP. / O crescente desenvolvimento econ?mico e tecnol?gico associado ao aumento populacional tem provocado uma grande demanda de energia. No Brasil, atrav?s do Balan?o Energ?tico Nacional divulgado pelo Minist?rio de Minas e Energia, foi apontado que o setor de transporte foi o maior respons?vel pelo consumo de energia no pa?s, sendo a maior parte (45,2%) referente ao uso de ?leo diesel. Neste cen?rio, os combust?veis renov?veis tornam-se uma alternativa atraente devido aos in?meros benef?cios atribu?dos ao seu uso, como degradabilidade, aus?ncia de toxicidade, redu??o da emiss?o de poluentes e origem renov?vel. Assim como em outros pa?ses, o Brasil autorizou o uso de misturas m?nimas obrigat?rias de biodiesel ao diesel. Atualmente, de acordo com a lei federal n?. 11.097/2005, o percentual de mistura m?nima ? equivalente a 7% e, para o ano de 2016, foi aprovado o aumento para 8%. Entretanto, a maior barreira para produ??o e utiliza??o de biodiesel em larga escala ? o elevado custo operacional. De acordo com a literatura, o custo de aquisi??o da mat?ria prima ? o mais alto e corresponde entre 70- 85% do custo total de produ??o. O uso de fontes de triglicer?deos alternativas e menos dispendiosas para produ??o de biodiesel tem sido amplamente estudada. O ?leo residual, proveniente do consumo dom?stico e comercial, ? uma fonte em potencial devido a sua vasta abund?ncia e baixo valor agregado. Neste contexto, a produ??o de biodiesel em uma unidade piloto presente na UFRRJ foi estudada a partir da rea??o de transesterifica??o homog?nea b?sica. A condi??o operacional empregada na planta piloto foi previamente determinada a partir de um planejamento experimental, objetivando maior convers?o e menor gasto energ?tico e material. Com aux?lio de um simulador comercial, SuperPro Designer?, o balan?o de massa e energia foi realizado. Com base no mercado nacional e internacional, os pre?os de materiais, utilidades, consum?veis e custos com operadores foram determinados. Uma an?lise pr?via da produ??o de 250 kg/batelada de biodiesel, de acordo com as opera??es unit?rias presentes na planta original, apresentou-se invi?vel economicamente considerando o custo unit?rio de biodiesel de $0,62/kg. A an?lise de sensibilidade mostrou que a planta torna-se vi?vel economicamente a partir de um pre?o de venda do biodiesel igual ou superior a $0,754/kg, 34 centavos acima do valor inicialmente estimado. Simula??es da produ??o de biodiesel na unidade piloto com ?leos vegetais de diferentes custos de aquisi??o foram realizadas. Os resultados mostraram-se insatisfat?rios do ponto de vista econ?mico, ratificando a import?ncia do uso de mat?rias-primas de baixo valor agregado. Um ?scale up? foi feito a partir da unidade piloto e os dados t?cnicos e econ?micos mostraram que o projeto torna-se mais lucrativo partindo da produ??o de 2.500 kg de ?leo residual, apresentando TIR e tempo de retorno de, respectivamente, 116,9% e 1 ano. A produ??o de biodiesel na unidade piloto foi realizada e o biodiesel produzido foi analisado e comparado quanto ?s especifica??es da ANP. Os valores de viscosidade cinem?tica, massa espec?fica, ponto de fulgor, ?ndice de iodo, corrosividade ao cobre e aspecto atenderam os limites preconizados pela ANP.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:jspui/1934 |
| Date | 15 December 2016 |
| Creators | DANTAS, Renata Ara?jo |
| Contributors | Mendes, Marisa Fernandes, Mendes, Marisa Fernandes, Machado J?nior, H?lio Fernandes, Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini |
| Publisher | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRRJ, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ, instname:Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, instacron:UFRRJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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