GLICEROL RESIDUAL DA USINA PILOTO DE BIODIESEL DO IFBA – CAMPUS PAULO AFONSO: ANÁLISE DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO MEDIANTE CONVERSÃO EM BIOGÁS E ETANOL

  • Fabiano Almeida Nascimento
  • Paula Normanda dos Anjos Vicente Empresa de Águas e Saneamento do Estado da Bahia – EMBASA
  • Ricardo Augusto Nink Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia - IFBA - Campus Paulo Afonso

Resumo

Devido a diversos fatores, principalmente os ambientais, o biodiesel tem se destacado como um dos combustíveis alternativos mais viáveis e por isso tem recebido uma atenção especial. Apesar de ser seguro, renovável e ambientalmente benéfico, a viabilidade econômica do glicerol está comprometida em razão da elevada geração de glicerol como subproduto. Assim, este trabalho consistiu numa análise das alternativas energéticas resultantes do aproveitamento do glicerol, mediante a conversão em biogás e etanol. Ambas as tecnologias foram analisadas sob os aspectos de eficiência energética, fitness ambiental, viabilidade técnica e econômica.  A produção de biogás a partir do glicerol apresenta baixa eficiência energética devido à perdas durante o processo, porém o uso deste resíduo como adjuvante na decomposição anaeróbica de outros resíduos (esgoto doméstico, dejetos industriais e agrícolas) é um aspecto ambientalmente relevante. Já a conversão do glicerol em etanol resulta numa eficiência energética superior à obtida mediante a conversão em biogás, possibilitando a autossuficiência, em termos de energia elétrica, da Usina Piloto de Biodiesel. Há de se pontuar ainda o balanceamento neutro da emissão de gases estufa e a redução das emissões de elementos tóxicos, tais como CO e NOx. Os resultados dessa revisão poderão servir como base para elaboração de uma proposta de aproveitamento energético da glicerina oriunda da produção de biodiesel em Usinas Pilotos com fins didáticos.

Biografia do Autor

Fabiano Almeida Nascimento

Graduando em Engenharia Elétrica pelo Instituto Federal de Ciência e Tecnologia da Bahia - IFBA. Atuou na área de Ciência dos Materiais durante a participação no Projeto Jovens Talentos para a Ciência. Atualmente participa do projeto de pesquisa envolvendo o aproveitamento energético da glicerina residual da produção de biodiesel.

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Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado da Bahia – UNEB e Técnica em Biocombustíveis pelo Instituto Federal da Bahia – IFBA. Atualmente está se especializando em Gestão Pública pela Univasf – Universidade do Vale do São Francisco. Atua no setor administrativo da Empresa de Águas e Saneamento do Estado da Bahia – EMBASA.
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Bacharel em Ciências Biológicas - Ênfase em Ecologia pela Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC - BA) e Mestre em Genética e Biologia Molecular também pela UESC. Atualmente é doutorando em Ciências Biológicas - Zoologia pela UFPB. Atua nas áreas de Genética e Biologia Molecular, Ecologia Molecular e Biotecnologia. É professor do IFBA - Campus Paulo Afonso e pesquisador do Grupo de Pesquisa em Meio Ambiente e Energia, desenvolvendo estudos sobre microrganismos e biocombustíveis.

Referências

ARECHEDERRA, R.L. et al. 2007. Development of glycerol/O-2 biofuel cell. J. Power Sources, 173(1), 156-161
ARECHEDERRA, R.L.; MINTEER, S.D. 2009. Complete oxidation of glycerol in an enzymatic biofuel cell. Fuel Cells, 1: 63–69.
BABA, Y. et al. 2013. Anaerobic digestion of crude glycerol from biodiesel manufacturing using a large-scale pilot plant: Methane production and application of digested sludge as fertilizer. Biores. Biotech., 140: 342-348.
BAIRD, C. Química Ambiental. 2 ed. Porto Alegre: Editora Bookman, 2002.
BARBOSA, C.R. 2009. Avaliação do glicerol proveniente da fabricação do biodiesel como substrato para produção de endotoxinas por Bacillus thuringiensis var. israelensis. Dissertação. (Mestrado em Biotecnologia Industrial), UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP.
BEATRIZ, A., et al. 2011. Glicerol: um breve histórico e aplicação em sínteses estereosseletivas. Quim. Nov., 34(2): 306-319.
BEHR, A. et al. 2008. Improved utilisation of renewable resources: new important derivatives of glycerol. Green Chem., 10(6): 13-30.
BUENO, T.P; SILVA J.D. 2012. Obtenção e aproveitamento do glicerol durante a produção de biodiesel em um aparato experimental de escalada de bancada a partir de óleos de girassol e soja descartados. Rev. M. Amb. e Sustent., 1: 61-72.
CCE - Centro para Conservação de Energia. Guia Técnico do Biogás. Ed. JE92 Projectos de Marketing Ltda, Algés, 2000.
CHAUDHARY, N. et al. 2011. Biosynthesis of ethanol and hydrogen by glycerol fermetation using Escherichia coli. Adv. Chem. Eng.Sci., 1: 83-89.
CHIODO, V. et al. 2010 .Catalytic features of Rh and Ni supported catalysts in the steam reforming of glycerol to produce hydrogen. Appl.Catal. (A: General), 381:1-7.
COELHO, S. T. et al. 2006. Geração de energia elétrica a partir do biogás proveniente do tratamento de esgoto. In: Anais do 6º Encontro de Energia no Meio Rural. Disponível em: http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=MSC0000000022006000100 070&lng=en&nrm=abn. Acesso em: 17. Jun. 2014.
DHARMADI, Y. et al. 2006. Anaerobic fermentation of glycerol by Escherichia coli: a new platform for metabolic engineering. Biotech. Bioeng., 94(5): 821-829.
DORADO, M.P. et al. 2006. An approach to the economics of two vegetable oil-based biofuels in Spain. Renew. Ener., 31: 1231-1237.
DURNIN, G. et al. 2008. Understanding and harnessing the microaerobic metabolism of glycerol in Escherichia coli. Biotech. Bioeng., 103(1): 148-161.
FANG, X., et al. 2010. Glycerol (byproduct of biodiesel production) as a source for fuels and chemicals – Mini review. The Open Fuels & Ener. Sci. J., 3: 17-22.
GONZALEZ, R. et al. 2008. A new model for the anaerobic fermentation of glycerol in enteric bacteria: trunk and auxiliary pathways in Escherichia coli. Metabol. Eng., 10: 234– 245.
GUPTA, M.; KUMAR, N. 2012. Scope and opportunities of using glycerol as an energy source. Renew. Sustain. Ener. Reviews, 16: 4551–4556.
ITO, T. et al. 2005. Hydrogen and ethanol production from glycerol-containing waste discharged alter biodiesel manufacturing process. J. Biosci. Bioeng., 100(3): 260-265.
JARVIS, G.N. et al. 1997. Formate and ethanol are the major products of glycerol fermentation produced by a Klebsiella planticola strain isolated from red deer. J. Appl. Microbiol., 83: 166-174.
KENAR, J.A. 2007. Glycerol as a platform chemical: sweet opportunities on the horizon? Lipid Technol., 19(11): 249-253.
KOLESÁROVÁ, N. et al. 2011. Utilization of biodiesel by-products for biogas production. J. Biomed. Biotech., vol. 2011. 15 pp.
LEITÃO, R. C. et al. 2011. Produção de biogás a partir do glicerol oriundo do biodiesel. EMBRAPA - Comunicado Técnico 180. Disponível em: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/917900/1/COT11018.pdf. Acesso em: 12/Jun. 2014.
MATURANA, C. A. Y. 2011. Estudo da combustão direta da glicerina bruta e loira como alternativa de aproveitamento energético sustentável. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade de São Paulo, São Carlos - SP.
METZGER, B. 2007. Glycerol combustion. (Master Thesis). North Carolina State University.
MOAT. A.G. et al. 2002. Microbial Physiology. 4ª Ed, New York, Wiley.
MOTA, C. J. A. et al. 2009. Gliceroquímica: novos produtos e processos a partir da glicerina de produção do biodiesel. Quim. Nova, 32(3): 639-648.
NGUYEN, T.L.T. et al. 2007. Full chain energy analysis of fuel ethanol from cassava in Thailand. Environ. Sci. Tech., 14(11): 4135–4142.
PAGLIARO, M. et al. 2007. From glycerol to value-added products. Angew. Chem. Int. Ed., 46: 4434-4440.
ROSSI, D.M. et al. 2012. Bioconversion of residual glycerol from biodiesel synthesis into 1,3-propanediol and ethanol by isolated bacteria from environmental consortia. Renew. Ener., 39: 223-227.
SALLA, D.A. et al. 2010. Análise energética de sistemas de produção de etanol de mandioca (Manihot esculenta Crantz). Rev. Bra. Eng. Agr. Amb., 14(4): 444–448.
TEMUDO, M.F. et al. 2008. Glycerol fermentation by (open) mixed cultures: A chemostat study. Biotech. Bioeng., 100(6): 1088-1098.
VASCONCELOS, Y. 2012. Resíduos bem vindos. Pesq. Fapesp, 196: 58-63.
VLASSIS, T. et al. 2002. Anaerobic treatment of glycerol for methane and hydrogen production. GLOBALNEST Jour. Vol. 14 No. 2: 149 – 156.
VIANNA, J. N. S. et al. 2005. Reduction of polluents emissions on SI engines - accomplishments with efficiency increase. J. Braz. Soc. Mech. Sci., 28(3): 217-222.
VIANA, B. M. 2011. Produção de biogás a partir do glicerol oriundo do biodiesel. Dissertação (Mestrado em Ciências), Universidade de São Paulo, São Paulo - SP.
VIANA, B. M. et al. 2012. Biodegradability and methane production potential of glycerol generated by biodiesel industry. Wat. Sci. Tech., 66.10.
YAZDANI, S. S.; GONZALEZ, R. 2007. Engineering Escherichia coli for the eficiente conversion of glycerol to ethanol and co-products. Metab. Eng., 10: 340-351.
ZHOU, C.H. et al. 2008. Chemoselective catalytic conversion of glycerol as a biorenewable source to valuable commodity chemicals. Chem. Soc. Rev., 37(3): 527-5.
Publicado
2016-06-30
Como Citar
NASCIMENTO, Fabiano Almeida; VICENTE, Paula Normanda dos Anjos; NINK, Ricardo Augusto. GLICEROL RESIDUAL DA USINA PILOTO DE BIODIESEL DO IFBA – CAMPUS PAULO AFONSO: ANÁLISE DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO MEDIANTE CONVERSÃO EM BIOGÁS E ETANOL. Educação, Tecnologia e Cultura - E.T.C., [S.l.], n. 14, jun. 2016. ISSN 2525-3859. Disponível em: <https://publicacoes.ifba.edu.br/index.php/etc/article/view/35>. Acesso em: 15 nov. 2019.