BR112015031051B1 - Métodos para produzir um biodiesel purificado a partir de uma matéria-prima - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA PRODUZIR UM BIODIESEL PURIFICADO A PARTIR DE UMA MATÉRIA-PRIMA, PRODUTO E MÉTODO PARA PRODUZIR UM BIODIESEL PURIFICADO A PARTIR DE UMA MATÉRIA-PRIMA CONTENDO ÓLEO DE MILHO Métodos e dispositivos para produzir de forma econômica um produto de biodiesel purificado a partir de matérias-primas. Algumas modalidades dos métodos compreendem usar, pelo menos, um de um processo de pré- tratamento de matéria-prima bruto e um processo de remoção de ácido graxo livre antes da transesterificação e a formação de biodiesel bruto e glicerina. O biodiesel bruto é, em seguida, submetido a, pelo menos, um processo de refinamento de biodiesel, que, em conjunto com o pré- tratamento de matéria-prima e refinamento de ácido graxo livre produz um produto de biodiesel purificado que cumpre as múltiplas especificações comerciais. Uma grande variedade de matérias-primas pode ser usada para fazer biodiesel que, de outra forma, não iria cumprir as mesmas especificações comerciais, incluindo óleo de milho, óleo de cozinha usado, gorduras de aves, destilados de ácido graxo, óleo de pennycress, e óleos de algas. A combinação de processos de refinamento de matéria-prima e de refinamento de biodiesel é necessária para reduzir os problemas associados com matérias-primas (...).
Description
[001] A presente invenção refere-se geralmente ao processamento de matérias-primas de baixo custo em biodiesel de alta qualidade que cumpre com as múltiplas especificações de biodiesel comerciais.
[002] O biodiesel é uma substituição de diesel de petróleo de queima limpa, renovável que aumenta a independência a partir do petróleo importado, reduz as emissões de gases de efeito estufa, suporta a agricultura e as economias rurais, e cria empregos.
[003] Enquanto o biodiesel oferece muitos benefícios, a produção de biodiesel deve ser econômica, a fim de manter o fornecimento do biocombustível avançado. Os produtores têm de se adaptar às mudanças nas condições de mercado com novos processos para a conversão de matérias-primas de baixo custo enquanto a atender às especificações de qualidade do produto rigorosas.
[004] Os padrões de qualidade do produto finalizado biodiesel têm evoluído ao longo dos últimos anos. Atualmente, para garantir a consistência do produto e proteger o consumidor, a qualidade do biodiesel é regulada de acordo com vários padrões comerciais, incluindo ASTM D6751, EN 14214, CAN/CGSB 3.524, e inúmeras especificações específicas do cliente. As especificações acima mencionadas exigem biodiesel a ser produzido com tolerâncias apertadas para muitas propriedades, incluindo ponto de inflamação, álcool residual, água e sedimentos, viscosidade cinemática, cinza sulfatada, estabilidade de oxidação, enxofre, corrosão de tira de cobre, número de cetano, ponto de nuvem, resíduo de carbono, Número de Ácido, filtrabilidade de imersão a frio, monoglicerídeos, glicerina livre e total, fósforo, 90% de temperatura de destilação, cálcio e magnésio, sódio e potássio, contaminação de partículas, e teor de éster. A mais recente revisão de ASTM D6751, D6751-12, introduziu vários tipos de biodiesel com limites diferentes para tempo de Teste de Filtração de Imersão a Frio e teor de monoglicerídeo, aumentando ainda mais a importância dessas duas propriedades para a aceitação de biodiesel do cliente.
[005] Como especificações para o biodiesel se tornaram mais rigorosas do que as previstas pelos designers anteriores do processo de produção e como a demanda para matérias-primas de menor custo e não alimentares aumenta, os produtores de biodiesel têm uma necessidade urgente de melhorar seus processos de produção para permitir a utilização de matérias- primas novas e/ou de baixo custo, a fim de competir e permanecer economicamente viável. No entanto, as matérias- primas de baixo custo contêm uma variedade de impurezas de baixo nível que pode afetar negativamente a qualidade de biodiesel de acordo com as especificações comerciais acima mencionadas.
[006] O óleo de milho é um exemplo de uma promessa de custo mais baixo, a matéria-prima de biodiesel não alimentar que contém impurezas que impedem as usinas de biodiesel tradicionais de usá-lo para produzir biodiesel que atenda a todas as especificações comerciais. Em 2005, os Estados Unidos produziram 42 por cento do milho do mundo. Em setembro de 2012, os Estados Unidos tinham a capacidade nominal para produzir cerca de 14 bilhões de galões de etanol em 211 usinas de etanol operacionais. A partir de apenas alguns anos atrás, as condições de mercado mudaram permitindo que o mesmo seja rentável para os produtores de etanol para separar o óleo de milho a partir dos subprodutos da produção de etanol. Para demonstrar o volume potencial de óleo de milho que poderia ser recuperado a partir de usinas de etanol, uma usina de etanol de 100 MGPY é teoricamente capaz de produzir 7 milhões de galões de óleo de milho anualmente.
[007] A maior parte do óleo de milho que foi recuperada até a data tem sido vendida para uso em alimentos para animais e para usos industriais, uma vez que coloca uma série de mecanismos para a produção de biodiesel. Óleo de milho contém compostos de cera que fazem com que o biodiesel falhe no Teste de Filtração de Imersão a Frio em ASTM D6751 quando processado em processos de produção de biodiesel tradicionais. Revelou-se difícil remover estas ceras a partir do produto de biodiesel finalizado, em parte, por causa da sua solubilidade em ésteres alquílicos de biodiesel ao longo de uma ampla faixa de temperatura. Ceras podem ser parcialmente removidas usando tecnologia de filtração a frio ou outras técnicas de fregelização. Uma modalidade da invenção aqui descrita remove com sucesso uma grande maioria destas ceras, de modo a satisfazer eficientemente os requisitos da especificação ASTM D6751.
[008] O óleo de milho a partir de usinas de etanol também contém alto teor de ácido graxo livre (FFA). O teor de FFA deste óleo de milho pode ser entre cerca de 4 e 15% em peso. Em geral, matérias-primas com alto teor de FFA são difíceis de processar em biodiesel por transesterificação catalisada por base, uma vez que os FFAs são convertidos em sabões que conduzem a consequências de processamento indesejáveis (por exemplo, formação de emulsão e custos de catalisador aumentados), perdas de rendimento, e diminuições das taxas de produção. A invenção aqui descrita permite que qualquer matéria-prima seja processada, independentemente de seu teor de FFA inicial. Como descrito abaixo em detalhe, a invenção inclui várias modalidades para reduzir FFA nas matérias- primas (isto é, desacidificação do mesmo) antes de transesterificação, incluindo a conversão para sabões, seguida por remoção física, remoção física por meio de destilação, e/ou conversão química por esterificação com um álcool, tal como metanol, etanol, ou glicerol.
[009] Em alguns casos, até mesmo após o pré-tratamento de matérias-primas com um processo de redução de FFA, os níveis de FFA residuais podem ainda permanecer maiores do que desejáveis para a produção de biodiesel tradicional, o que pode resultar em valores do Número de Ácido maiores no biodiesel finalizado. Isto é de particular preocupação para o biodiesel produzido a partir de matérias-primas, tais como óleo de milho e alguns destilados de ácido graxo. Quando óleo de milho, biodiesel do óleo de milho, e destilados de ácido graxo (juntamente com biodiesel produzido a partir dos mesmos) são analisados para o Número de Ácido com o Método B de ASTM D664, os mesmos revelam um segundo ponto de inflexão na curva de titulação causada por compostos que são neutralizados após os ácidos graxos livres. Este ponto de inflexão adicional faz com que a matéria-prima exiba um Número de Ácido maior do que seria previsto pelo seu teor de FFA verdadeiro, e este aumento de Número de Ácido pode ser transmitido para o biodiesel resultante. Uma das modalidades da invenção aqui descrita de forma eficiente reduz as quantidades de ambos os FFAs e os compostos que causam o segundo ponto de inflexão, de tal modo que o biodiesel finalizado mais facilmente e mais previsivelmente cumpre as especificações de biodiesel comerciais para o Número de Ácido.
[010] Além de ter níveis de FFA mais elevados do que as gorduras de produtos de base convencionais e óleos, matérias- primas de menor custo, não alimentares para biodiesel são, muitas vezes, muito mais escuras na cor e maiores no teor de enxofre. Em processos de produção tradicionais, a cor mais escura e uma parte significativa do teor de enxofre são, em grande parte, transmitidas para o biodiesel finalizado, o que pode criar barreiras para atender às especificações comerciais e a aceitação do cliente em geral. Por exemplo, o óleo de milho proveniente de processos de etanol habitualmente retém uma cor vermelha escura. A cor vermelha do biodiesel resultante fornece a aparência de que o combustível foi tingido, em que é o método de regulamentação governamental estabelecido para aconselhar claramente os atacadistas, varejistas e consumidores de que um produto de diesel é somente para uso externo. O combustível de diesel tingido de vermelho tem implicações fiscais críticas e é, portanto, estritamente regulado. Na distribuição comercial de biodiesel feita a partir de óleo de milho de origem de etanol, os retalhistas de combustíveis e usuários finais manifestaram profunda preocupação sobre a utilização deste combustível para aplicações em estrada, até mesmo ao ponto de se recusar a aceitar o produto. É importante superar esta falha de aceitação no mercado. A pesquisa indica que esta coloração vermelha pode ser reduzida para laranja, amarelo aceitável ou mesmo colorações claras dependendo da modalidade da presente invenção, que é escolhida para o processamento de matéria-prima e purificação do biodiesel. Por exemplo, alguns auxiliares de filtro de biodiesel podem reduzir a intensidade da cor vermelha, mas apenas a uma extensão limitada. É dispendioso e ineficiente para eliminar suficientemente a cor vermelha por uso de auxiliares de filtro de biodiesel sozinho. No entanto, remover os ácidos graxos livres a partir de óleo de milho por destilação e, em seguida, purificar o eventual biodiesel com auxiliares de filtro produz biodiesel com uma cor comercialmente aceitável.
[011] Da mesma forma, determinados auxiliares de filtro podem reduzir o teor de enxofre do biodiesel feito a partir de matérias-primas de menor custo, não alimentares com altos níveis de enxofre, mas mais uma vez este processo é de custo proibitivo para produzir biodiesel que tem um preço competitivo com o diesel de petróleo. Uma modalidade da presente invenção remove eficientemente as impurezas que causam cores inaceitáveis e/ou alto teor de enxofre do produto de biodiesel finalizado, proporcionando assim um combustível que terá aceitação irrestrita no mercado.
[012] Em adição ao um maior teor de enxofre e aos problemas de coloração, as matérias-primas de menor custo, não alimentares podem também conter quantidades significativas de alto peso molecular, baixos componentes não saponificáveis de volatilidade, que são solúveis tanto em óleo e o biodiesel resultante e, portanto, não podem ser facilmente removidas em processos de biodiesel convencionais. A presença dessas impurezas pode reduzir a qualidade percebida do produto de biodiesel finalizado e/ou impactar seu desempenho em determinadas condições de funcionamento. Além disso, tais impurezas reduzem o teor de éster do biodiesel finalizado e, assim, criam problemas de especificação potenciais sob EN 14214, CAN/CGSB 3.524, e inúmeras especificações específicas para o cliente nos Estados Unidos. Óleo de milho, em particular, contém marcadamente altos níveis de componentes não saponificáveis. Uma modalidade da invenção descrita eficientemente remove estas impurezas não saponificáveis para produzir um biodiesel de qualidade superior com uma melhor aceitação no mercado.
[013] Embora o fornecimento de óleo de milho seja esperado aumentar significativamente no futuro próximo, as características acima descritas representam mecanismos significativos para os produtores de biodiesel que desejam fazer e comercializar o biodiesel a partir do mesmo. Qualidade de biodiesel similar e obstáculos de aceitação de clientes também impedem o uso atual e futuro de outras matérias-primas de baixo custo emergentes, não alimentares para a produção de biodiesel, incluindo óleos de cozinha usados, gorduras de ave, gordura marrom, destilados de ácido graxo, óleo de pennycress, e óleos de algas.
[014] Em suma, a indústria de biodiesel tem historicamente usado uma proporção maior de matérias-primas de pureza mais elevadas (frequentemente óleos e gorduras comestíveis) e tem sido restringido por menores e menos especificações de aceitação do produto rigorosas. Como a indústria e seus clientes têm evoluído, preços e disponibilidade de matérias-primas de pureza mais elevadas têm pressionado a indústria a explorar o uso de baixo custo, matérias-primas menos puras, enquanto enfrenta simultaneamente as especificações de aceitação apertadas e requisitos comerciais para o produto finalizado. Além disso, essas matérias-primas de custos mais baixos não são consistentes na natureza e teor das suas impurezas e apresentam grande variação com base não apenas na fonte subjacente do óleo, mas em seu processo de produção e outras variáveis associadas com a recuperação dos óleos a partir de seus materiais fonte. Processos de pré-tratamento de decruagem de óleo convencional sozinhos não vão mais permitir produção de biodiesel que é universalmente comercialmente aceitável. Como um resultado, o que tem sido ausente nos processos de produção de biodiesel são métodos, sistemas, e composições que permitem que os produtores de biodiesel convertam economicamente as matérias-primas de menor custo, não alimentares, tais como óleo de milho, óleo de cozinha usado, gorduras de ave, gordura marrom, destilados de ácido graxo, óleo de pennycress, e óleos de algas em biodiesel de alta qualidade que podem e estarão de acordo com as várias especificações de biodiesel comerciais em suas formas atuais e futuras. Mais especificamente, é necessário ser capaz de produzir biodiesel a partir de tais matérias-primas através de métodos e sistemas para ultrapassar os problemas de especificação potenciais associados com as matérias-primas que contêm qualquer combinação de uma variedade de propriedades de problemas, tais como ceras, não saponificáveis, níveis de FFA diferentes, cor inaceitável, e altos níveis de enxofre.
[015] As vantagens da tecnologia descrita podem ser melhor compreendidas por referência às descrições a seguir, com os desenhos anexos. Os desenhos não estão em escala e representam configurações exemplificativas que descrevem os princípios gerais da tecnologia que não são destinados a limitar o escopo da invenção. As linhas pontilhadas dentro das figuras são representativas de diferentes modalidades que podem ser incluídas como parte do processo.
[016] FIG. 1 é um diagrama de fluxo do processo que mostra várias modalidades dos métodos para a produção de biodiesel.
[017] FIG. 2 é um diagrama de fluxo do processo que mostra mais modalidades específicas dos métodos para a produção de biodiesel mostrada na FIG. 1.
[018] Os aparelhos, dispositivos, sistemas, produtos, e métodos da presente invenção serão agora descritos em detalhe por referência a várias modalidades não limitativas, incluindo as figuras, que são apenas exemplificativas.
[019] Salvo indicado ao contrário, todos os números que expressam dimensões, capacidades, e assim por diante, utilizados no relatório descritivo e reivindicações são para serem compreendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca de".
[020] A presente invenção pode ser praticada através de etapas do processo de implementação em diferentes ordens que não as especificamente aqui estabelecidas. Todas as referências a uma "etapa" podem incluir várias etapas (ou subetapas) dentro do significado de uma etapa. Da mesma forma, todas as referências a "etapas", em forma plural, também podem ser interpretadas como uma única etapa de processo ou várias combinações de etapas.
[021] A presente invenção pode ser praticada através da implementação de unidades de processo em diferentes ordens que não as especificamente aqui estabelecidas. Todas as referências a uma "unidade" podem incluir múltiplas unidades (ou subunidades) dentro do significado de uma unidade. Da mesma forma, todas as referências a "unidades" na forma plural também podem ser interpretadas como uma única unidade de processo ou várias combinações de unidades.
[022] Tal como utilizado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares "um," "uma", e "o/a" incluem referenças plurais a menos que o contexto indique claramente o contrário.
[023] Tal como utilizado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, o termo "gorduras e óleos" refere- se a qualquer material de origem biológica, tanto vegetal e animal, que é uma matéria-prima útil para fazer biodiesel. A matéria-prima pode estar em uma forma bruta contendo impurezas e é considerada uma "matéria-prima bruta" ou "óleo bruto". Por outro lado, a matéria-prima pode ser pré-tratada usando outro equipamento para remover as impurezas. O processo de pré-tratamento pode ocorrer em uma instalação de produção de biodiesel ou no local de origem, ou ambos produzindo uma "matéria-prima pré-tratada" ou "óleo pré- tratado". O termo "matéria-prima refinada" refere-se a matérias-primas tendo teor de ácido graxo livre suficientemente baixo para ser utilizado diretamente na transesterificação. Matéria-prima refinada pode incluir ésteres alquílicos bruto. O termo "ácido graxo livre" refere- se a ácidos carboxílicos alifáticos tendo cadeias de carbono com cerca de 6 a cerca de 24 átomos de carbono. Os ácidos graxos livres podem ser encontrados em gorduras e óleos entre 0 a 100% em peso e são suscetíveis à formação de ésteres por reação com um álcool sob condições de esterificação. O termo "éster" é usado para referir-se a ésteres orgânicos, incluindo os monoésteres, diésteres e triésteres, e mais geralmente multiésteres. O termo "biodiesel" é usado para descrever um combustível constituído por ésteres alquílicos de ácido graxo de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de gorduras e óleos. O termo "álcool" é usado para referir- se a um álcool orgânico, incluindo álcoois monohídricos, álcoois dihídricos, e álcoois polihídricos em geral.
[024] O termo "cera" ou "compostos de cera" refere-se a moléculas relativamente grandes com, pelo menos, uma cadeia de carbono saturada longa, que são encontradas em óleos, tais como óleo de milho, óleo de canola, óleo de girassol, azeite, gorduras de aves, óleo de pennycress e, possivelmente, óleos de algas. Compostos de cera têm um alto ponto de fusão (alguns são em torno de 80°C) e podem fazer com que o óleo se torne turvo quando arrefecido. As ceras foram agrupadas sob a categoria de material não saponificável para os fins desta discussão. Compostos de cera podem fazer com que o biodiesel falhe em determinados testes de filtrabilidade de imersão a frio, mesmo em concentrações menores do que 0,1% em peso. O termo "goma" ou "gomas" refere-se a compostos (por exemplo, fosfolipídeos), que podem estar presentes em uma matéria-prima bruta, que tendem a formar precipitados insolúveis quando em contato com água e emulsões em processos de transesterificação catalizada por base. Quando a água é adicionada à matéria-prima bruta sob as condições adequadas, gomas podem tornar-se hidratadas (água absorvida) e insolúveis, de modo que as mesmas podem ser removidas por um separador centrífugo.
[025] O termo "Número de Ácido" refere-se a uma medida comum da quantidade de grupos funcionais de ácido nas moléculas em uma amostra. O termo refere-se especificamente à quantidade de base forte (tipicamente, KOH) necessária para titular os grupos funcionais ácidos em uma amostra. Número de Ácido é convencionalmente expresso como miligramas de hidróxido de potássio por grama da amostra.
[026] O termo "enxofre" refere-se à quantidade total de enxofre em combustíveis líquidos definidos como mg/kg ou partes por milhão (ppm). O termo "não saponificáveis" refere- se a compostos em óleos e gorduras que não contêm uma porção de ácido graxo que pode ser convertida a uma molécula de éster alquílico e que, portanto, pode reduzir o teor de éster e/ou o rendimento do biodiesel. O termo "teste de filtrabilidade de imersão a frio" refere-se a métodos de ensaio incluídos nas especificações comerciais, tais como ASTM D7501, CAN/CGSB 3.524 apêndice A, e EN 14214 que são utilizados para avaliar o potencial desempenho do tempo frio de biodiesel e misturas de biodiesel.
[027] Os métodos da presente invenção podem acomodar uma ampla variedade de matérias-primas. Em algumas modalidades da invenção, exemplos não exclusivos de matéria-prima são gorduras e óleos, incluindo óleo de coco, óleo de palma, óleo de palmiste, óleo de semente de algodão, óleo de colza, óleo de amendoim, óleo de oliva, óleo de linhaça, óleo de babaçu, óleo de chá, óleo de sebo Chinês, caroço de azeitona, óleo de limnanthes alba, óleo de chaulmoorgra, óleo de coentro, óleo de canola, óleo de soja, óleo de milho, óleo de camelina, óleo de rícino, óleo de pennycress, óleo de banha de porco, óleo de pinhão manso, óleo de girassol, óleos de algas, óleos de cozinha usados, gordura de bacon, gordura branca escolhida, gordura amarela, gordura marrom, gordura de aves, sebo bovino, banha, e óleos de peixe. Além disso, matérias-primas podem incluir gorduras e óleos destilados ou purificados, incluindo os destilados de ácido graxo, tais como o destilado de ácido graxo de palma, e outros. Em alguns casos, os produtos de fundo de destilação podem ser considerados uma matéria-prima bruta de grau baixo, incluindo os produtos de fundo a partir da destilação de biodiesel bruto.
[028] O óleo de milho é uma matéria-prima de significado comercial particular para a produção de biodiesel. O óleo de milho é um co-produto da indústria de etanol de grãos. O óleo de milho é tipicamente recuperado a partir de processos de fabricação de etanol usando uma série de métodos, incluindo extração de solvente, centrifugação, prensagem de filtro, e outros processos. Óleos adicionais adequados para a produção de biodiesel podem ser recuperados a partir de outros processos de etanol de grão, incluindo o óleo de sorgo, óleo de trigo, e outros, dependendo da matéria-prima para o processo de produção de etanol. Após a recuperação, o óleo bruto pode ainda ser processado como desejado. Em uma modalidade, o óleo bruto recuperado a partir de um processo de etanol de grão é utilizado para a produção de biodiesel.
[029] Uma modalidade da presente invenção inclui um método de utilização de matérias-primas de baixo custo para produzir o biodiesel que satisfaça as várias especificações do produto comercial. A invenção inclui um ou mais pré- tratamentos de matéria-prima, refinamento de FFA, e modalidades de refinamento de biodiesel, que podem ser escolhidos dependendo do teor de FFA e de outros fatores para superar os problemas de especificação potenciais associados com ceras tendo matérias-primas, altos níveis de ácidos graxos livres, cor inaceitável, altos níveis não saponificáveis, e altos níveis de enxofre. Determinados pré- tratamentos de matéria-prima, refinamento de FFA, e modalidades de refinamento de biodiesel aqui descritos podem ser instalados e utilizados em um mecanismo de biodiesel único, fornecendo assim ao operador de mecanismo a opção de escolher um caminho de processo para uma matéria-prima particular e outro caminho de processo para outra matéria- prima dependendo das características de matéria-prima ou outros fatores. O método de produção de biodiesel descrito pode incluir todo ou pouco de todo o pré-tratamento de matéria-prima, refinamento de FFA, e modalidades de refinamento de biodiesel aqui descritos. As modalidades particulares irão ditar quais matérias-primas podem ser usadas para produzir o biodiesel comercialmente aceitável. Um método para pré-tratamento de matéria-prima bruta e refinamento de biodiesel pode produzir biodiesel tendo propriedades físicas e químicas que estão em conformidade com as especificações comerciais, independentemente das propriedades da matéria-prima.
[030] As matérias-primas brutas (105) contêm várias impurezas que requerem pré-tratamento e/ou refinamento de FFA antes de serem submetidas a um processo de transesterificação para converter a matéria-prima refinada para o biodiesel bruto (150) e, finalmente, um processo de purificação de biodiesel para fazer biodiesel purificado de alta qualidade (160) que atenda às várias especificações comerciais. Um método exemplar (100) com referência à FIG. 1 está delineado para o processamento de matéria-prima bruta (105) em glicerina (145) e biodiesel purificado (160) atendendo às especificações de produto comerciais. A matéria-prima bruta (105) chega ao mecanismo de produção de biodiesel e é descarregada no armazenamento de matéria-prima bruta. Matérias-primas compatíveis podem ser combinadas e armazenadas em um tanque compartilhado antes de serem processadas. Matéria-prima bruta (105) primeiro submetida a um processo de pré-tratamento de matéria-prima (110) que depende do seu teor de FFA e outras propriedades para a produção de uma matéria-prima pré-tratada (115).
[031] A matéria-prima pré-tratada (115) pode, em seguida, ser submetida a um processo de refinamento de FFA (120) que remove e/ou converte FFA por meio de: decapagem de FFA (linha pontilhada 2) ou esterificação/glicerólise (linha pontilhada 3) para produzir uma matéria-prima refinada (125). Opcionalmente, refinamento de FFA (120) pode produzir uma corrente de biodiesel bruto (150), no caso de decapagem de FFA seguida por esterificação do destilado de ácido graxo. Como outra opção, refinamento de FFA (120) pode produzir uma corrente de glicerídeos ou matéria-prima refinada (125) no caso de decapagem de FFA seguida por glicerólise do destilado de ácido graxo. Em uma modalidade, conforme mostrado pela linha pontilhada 1, matéria-prima pré-tratada (115) tendo suficientemente baixos níveis de FFA para ser categorizada como matéria-prima refinada (isto é, a matéria-prima bruta foi quimicamente refinada para remover FFA no pré-tratamento de matéria-prima (110) ou foi refinada em outro local contornando pela unidade de refinamento de FFA (120). Matéria-prima refinada (125) é processada em um processo de transesterificação (130) para produzir biodiesel bruto (150) e glicerina bruta (135). Glicerina bruta (135) é refinada em uma unidade de refinamento de glicerina (140) produzindo glicerina (145) que pode ser reciclada para o processo de refinamento de FFA (120) para a glicerólise. Biodiesel bruto (150) é submetido a um processo de refinamento de biodiesel final (155) para produzir um produto de biodiesel purificado comercialmente aceitável (160). Álcool úmido a partir de refinamento de biodiesel (155) e refinamento de glicerina (140) é enviado para uma unidade de recuperação de álcool (165) para separar a água (175) e recuperar o álcool seco (170). Modalidades das operações de unidade da FIG. 1 são descritas em mais detalhe na FIG. 2.
[032] A FIG. 2 mostra modalidades de processo similares às modalidades mostradas na FIG. 1, exceto a FIG. 2 mostra modalidades adicionais e etapas do processo em maior detalhe. Matéria-prima bruta (105) é recebida no armazenamento nos mecanismos de produção de biodiesel. Matérias-primas compatíveis podem ser combinadas e armazenadas em um tanque compartilhado antes de serem adicionalmente processadas. Matérias-primas brutas (105) são pré-tratadas e refinadas como ditadas pelo seu teor de FFA e outras propriedades de matéria-prima. Matéria-prima bruta (105) pode ser submetida a qualquer refinamento químico (205) (linha pontilhada A), desgomagem (210) (linha pontilhada B), ou uma etapa de pré- tratamento de alvejamento e polimento (230) (linha pontilhada C) dependendo de suas características físicas e químicas. Tipicamente, o refinamento químico (205) (linha pontilhada A) é realizado por matérias-primas brutas tendo uma quantidade relativamente baixa de FFA (< 4%, por exemplo). Em uma modalidade, um ácido, tal como ácido fosfórico, pode ser adicionado à matéria-prima bruta (105) na unidade de refinamento química (205) com ou sem água adicional. Em um tal processo, o ácido e a água realizam uma função similar como na unidade de desgomagem (210). Independentemente da utilização de ácido, uma base forte (215), tal como NaOH (soda cáustica) ou KOH (cloreto de potássio), é adicionada à matéria-prima bruta a partir da unidade (105) para reduzir o teor de ácido graxo livre a um nível desejado (< 0,2%, por exemplo) convertendo os FFAs para sabonetes e também neutralizando qualquer ácido adicionado. Em uma modalidade, massa de refinação é composta por água, sabões, gomas hidratadas se presentes, e quaisquer outros componentes hidratáveis, polares, ou sólidos na matéria-prima bruta. Esta massa de refinação (225) é, em seguida, removida em um separador centrífugo (220).
[033] Em alternativa, as matérias-primas tendo mais do que cerca de 4% em peso de FFA são tipicamente pré-tratadas com uma etapa de desgomagem (210) (linha pontilhada B), embora em situações particulares, as matérias-primas com valores mais baixos de FFA podem também ser pré-tratadas com desgomagem (210). Um ácido, tal como ácido fosfórico, pode ser adicionado à matéria-prima bruta (105) na unidade de desgomagem (210) que pode ser aquecida, por exemplo, utilizando o vapor (água). Em um tal processo, o ácido e as gomas de ocorrência natural de hidrato de água no óleo ou gordura, de modo que os mesmos podem ser separados a partir da matéria-prima bruta. A unidade de desgomagem (210) também é capaz de facilitar a remoção de outras impurezas hidratáveis e/ou polares na matéria-prima bruta, bem como sólidos. Opcionalmente, uma base (215), tal como o hidróxido de sódio (soda cáustica), pode ser adicionada à unidade de desgomagem (210), a fim de neutralizar o ácido utilizado para a desgomagem. O excesso de base pode também ser adicionado para neutralizar uma porção minoritária dos ácidos graxos livres.
[034] Em ambas as modalidades descritas acima, matéria- prima que sai da unidade de refinamento química (205) ou a unidade de desgomagem (210) é processada em um separador centrífugo (220). A unidade de separador centrífuga (220) remove a fase aquosa e quaisquer compostos hidratáveis ou polares a partir da matéria-prima bruta formada na unidade (205) ou (210), em adição a quaisquer sólidos. Esta fase aquosa pode ser referida como uma massa de refinação (225) em ambas as modalidades.
[035] Uma vez que a matéria-prima bruta (105) tiver passado através do separador centrífugo (220), a mesma pode ser submetida a uma ou mais etapas de secagem, alvejamento e polimento na unidade (230), incluindo as etapas de alvejamento de calor ou alvejamento de argila para reduzir cor, sólidos, sabonetes residuais, umidade e outras impurezas na matéria-prima parcialmente refinada. Com matérias-primas profundamente coloridas, as etapas de alvejamento e polimento (230) normalmente não removem a cor suficiente para eliminar o potencial para rejeição comercial do biodiesel resultante. No caso, onde o óleo de milho é a matéria-prima bruta, etapas de alvejamento e polimento (230) normalmente não removem o suficiente da característica da cor vermelha profunda para evitar que o biodiesel resultante assemelha-se ao combustível que foi tingido somente para uso externo. Em uma modalidade, a matéria-prima é alvejada e seca na mesma operação de unidade. Em outra modalidade, a matéria-prima é seca por um secador a vácuo, tambor de queima, ou outros tais meios para um teor de água desejado, quer antes e/ou após o mesmo entrar na unidade de alvejamento. O teor de água desejado depende do tipo de material de filtro que é usado na unidade de alvejamento e as impurezas que estão presentes na matéria-prima neste momento.
[036] Após a matéria-prima ser seca e alvejada, a mesma entra em um filtro de polimento, onde quaisquer impurezas filtráveis remanescentes são removidas, juntamente com quaisquer partículas finas de material de filtro a partir da etapa de alvejamento. Para matérias-primas que contêm compostos de cera, as etapas anteriores podem remover alguma cera se manipulada a baixas temperaturas (< 150°F, por exemplo), mas uma vez que a cera é um pouco solúvel, mesmo a temperaturas relativamente baixas, algumas das ceras são retidas na matéria-prima e são realizadas para o biodiesel. Além disso, a viscosidade dos óleos e gorduras aumenta drasticamente à temperatura mais baixa, o que significa que temperaturas de refinamento mais baixas podem reduzir drasticamente, quando necessário, através de qualquer unidade de processamento que tem de funcionar a uma temperatura mais baixa.
[037] Em uma modalidade, onde óleo de milho, óleo de cozinha usado, destilado de ácido graxo, ou outras matérias- primas são pré-tratadas, a matéria-prima (105) não pode necessariamente exigir refinamento químico (205), desgomagem (210), ou centrifugação na unidade (220) e pode, em vez disso, contornar diretamente (linha pontilhada C) para a unidade de alvejamento e polimento (230) para produzir uma matéria-prima pré-tratada seca (115). De fato, algumas matérias-primas podem formar uma emulsão insolúvel na centrífuga (220), se as mesmas forem submetidas a uma etapa de desgomagem (210) e/ou de lavagem antes da centrífuga (220). Portanto, em uma modalidade, matérias-primas (105) que emulsificam não estão submetidas às unidades (205) ou (210) e (220) e podem, em vez disso, ser alimentadas diretamente (linha pontilhada C) para a unidade de alvejamento e polimento (230) após contornar pela desgomagem/refinamento químico e processos de separação centrífugos para produzir uma matéria-prima pré-tratada (115). Além disso, algumas matérias-primas brutas (105), tais como determinados destilados de ácido graxo podem não exigir o pré-tratamento de matéria-prima (110) no todo e podem, portanto, contornar diretamente para a unidade de conversão de FFA (250) (linha pontilhada 3) como uma matéria- prima pré-tratada (115).
[038] Dependendo da eficácia da estratégia de pré- tratamento de matéria-prima bruta inicial e o teor de FFA de matéria-prima pré-tratada, a matéria-prima pré-tratada (115) pode, opcionalmente, submeter a processamento adicional. Se ácidos graxos livres forem removidos na unidade de refinamento química (205) e centrifugados (220) na forma de massa de refinação (225), a matéria-prima pré-tratada (115) pode continuar diretamente para o processo de transesterificação como uma matéria-prima refinada (125) como mostrado pela linha pontilhada 1. No entanto, se uma quantidade significativa de ácidos graxos livres permanece (> 0,2%, por exemplo), uma vez que a matéria-prima bruta (105) foi pré-tratada com um processo de desgomagem (210) (linha pontilhada B) e/ou uma etapa de alvejamento e de polimento (230) (linha pontilhada C), a matéria-prima pré- tratada (115) requer processamento adicional em qualquer unidade de decapagem de FFA (235) ou na unidade de conversão de FFA (250). Os ácidos graxos livres na matéria-prima bruta (105) são geralmente indesejáveis no processo de transesterificação (130), uma vez que os mesmos formam sabões no óleo, quando reagem com o catalisador de base usado para conduzir a reação de transesterificação. Por isso, os mesmos devem ser removidos ou convertidos ou ambos. Existem duas opções de processamento primárias para reduzirem os níveis de FFA na matéria-prima pré-tratada (115): 1) decapagem ou desacidificação para remover fisicamente FFAs a partir da matéria-prima (235) e 2) conversão química por esterificação ou glicerólises (250). Glicerólises é uma subcategoria de esterificação na qual o glicerol, um álcool, é usado para converter os FFAs em glicerídeos, os quais são ésteres de ácido graxo de glicerol. Uma vantagem desta presente invenção sobre a técnica anterior é que uma matéria-prima com qualquer teor de FFA (0 - 100% em peso) pode ser processada com a modalidade de pré-tratamento de matéria-prima adequada (110).
[039] Em uma modalidade mostrada pela linha pontilhada 2, a matéria-prima pré-tratada (115) é retirada de ácidos graxos livres, juntamente com outros componentes de baixo peso molecular em relação a glicerídeos em uma etapa de refinamento de FFA física utilizando destilação (235). Embora a etapa de decapagem de FFA pode ser realizada em matérias-primas tendo qualquer nível de FFA, um nível de FFA preferido está entre cerca de 0,2% em peso de FFA e cerca de 30% em peso de FFA. A etapa de decapagem de FFA (235) pode empregar vapor, óleo quente, ou outro fluido térmico para aquecer a matéria-prima bruta. A destilação pode ocorrer sob vácuo para remover os ácidos graxos livres a partir da fase de óleo por evaporação em unidade (235). A etapa de decapagem de FFA (235) pode empregar uma coluna de destilação, evaporador de película limpa, ou outro tipo de equipamento e a qual pode, opcionalmente, incluir a injeção de vapor para dentro da unidade de destilação para facilitar a separação de FFAs do restante da matéria-prima. Duas correntes de produto podem ser produzidas a partir de decapagem de FFA (235): um destilado de ácido graxo relativamente puro (240), composto por mais de cerca de 50% em peso de FFA, e a matéria-prima decapante (245) contendo menos do que cerca de 0,5% em peso de FFA. A corrente de matéria-prima decapante (245) está suficientemente purificada durante a decapagem de FFA (235) que pode entrar no processo de transesterificação como uma matéria-prima refinada (125). A corrente de destilado de ácido graxo (240) pode ser vendida como um produto final ou pode ser submetida a processamento adicional para converter quimicamente os FFAs na unidade (250) (linha pontilhada 4).
[040] A decapagem de FFA pode ter benefícios adicionais além da redução de FFA. Como um exemplo, o óleo de milho submetido à decapagem de FFA na unidade (235) é substancialmente menos vermelho do que o óleo de milho esterificado ou bruto. Isto é, os compostos são modificados ou removidos junto com FFA, tal que o biodiesel feito de óleo de milho decapante não se assemelha ao combustível de diesel tingido.
[041] Em outra modalidade, a matéria-prima pré-tratada (115) é processada directamente na unidade (250). As matérias-primas tendo entre 0,1 - 100% em peso de FFA podem ser processadas na unidade de conversão de FFA (250) para converter FFA em ésteres por meio de esterificação ou glicerídeos, por meio de glicerólise (linha pontilhada 3). Ácido graxo destilado (240) a partir de decapagem de FFA (235) pode também ser processado na unidade de conversão de FFA (250) (linha pontilhada 4).
[042] Em uma modalidade, a matéria-prima pré-tratada (115) (seguindo linha pontilhada 3) e/ou destilado de ácido graxo (240) (seguindo linha pontilhada 4) são esterificados para formar ésteres alquílicos na unidade (250). Nesta modalidade, os ácidos graxos livres podem ser esterificados usando um catalisador homogêneo e/ou heterogêneo com um álcool (por exemplo, álcool seco a partir da unidade 170), para formar ésteres alquílicos de ácido graxo. O catalisador homogêneo pode incluir ácido sulfúrico, ácido metanossulfônico, ácido p-tolueno sulfônico, ácido clorídrico, ou outro ácido adequado. O catalisador heterogêneo pode incluir uma resina de troca de íon de ácido, tal como a resina de troca de íon de ácido sulfônico de Amberlyst BD20 a partir de Rohm and Haas e catalisador de Lewatit® a partir de Lanxess, outros catalisadores sólidos tais como materiais de óxido de metal, ou catalisadores enzimáticos. Esterificação de FFAs na unidade de conversão de FFA (250) pode ocorrer em um ou mais reatores e o produto pode ser separado, lavado e/ou reciclado de volta para dentro de si, até FFA baixar o suficiente para deixar como uma matéria-prima refinada (125) ou misturada com a matéria- prima refinada (125). Catalisador de ácido homogêneo pode ou não ser removido e/ou neutralizado antes de deixar a unidade de conversão de FFA (250). Em uma modalidade, o FFA na corrente de produto contém menos do que cerca de 5% em peso, 4% em peso, 3% em peso, 2% em peso, 1% em peso, 0,5% em peso, 0,3% em peso ou 0,1% em peso de FFA, antes de entrar transesterificação ou como parte ou totalidade da matéria- prima refinada (125). Alternativamente, se o destilado de ácido graxo (240) convertido na unidade de conversão de FFA (250) tem um teor de éster alquílico suficientemente alto ou se os ésteres alquílicos são separados de fase a partir da mistura do produto, a corrente rica em éster alquílico pode contornar transesterificação (130) inteiramente e prosseguir diretamente para o refinamento de biodiesel (155) como biodiesel bruto (150).
[043] No caso, onde óleo de milho é a matéria-prima submetida à esterificação de ácido graxo livre na unidade (250), a cor vermelha do óleo de milho, de fato, pode tornar- se mais profunda do que o óleo de milho bruto inicial. Assim, o biodiesel de óleo de milho resultante pode assemelhar-se mais fortemente ao combustível de diesel de petróleo tingido, a menos que seja processado para remover a cor. Da mesma forma, a cor marrom de outras matérias-primas brutas pode aprofundar durante a conversão de FFA na unidade (250) e, portanto, requer um processamento adicional a jusante para reduzir a cor do biodiesel a níveis comercialmente aceitáveis. De um modo geral, as questões de cor descoloridas podem ser ou melhoradas ou exacerbadas durante o pré- tratamento de matéria-prima (110) e refinamento de FFA (120), mas as mesmas são, muitas vezes, exacerbadas.
[044] Em outra modalidade, matéria-prima pré-tratada (115) (seguindo linha pontilhada 3) e/ou destilado de ácido graxo (240) (seguindo linha pontilhada 4) submetem-se à glicerólise para formar glicerídeos na unidade (250). Nesta modalidade, os ácidos graxos livres a partir de matéria- prima pré-tratada (115) ou destilado de ácido graxo (240) podem ser reagidos com glicerina a partir da unidade (145) na unidade de conversão de FFA (250) para formar mono-, die triglicerídeos, que podem em seguida, ser transesterificados para produzir biodiesel. Vários equipamentos de processo podem ser usados dentro da unidade de conversão de FFA (250) para realizar esta etapa e reduzir FFA da corrente de produto menor do que cerca de 5% em peso, 4% em peso, 3% em peso, 2% em peso, 1% em peso, 0,5% em peso, 0,3% em peso ou 0,1% em peso de FFA, antes de entrar transesterificação como uma matéria-prima refinada (125).
[045] Assim, a matéria-prima (105) contendo qualquer quantidade de FFA pode ser processada por, pelo menos, um do pré-tratamento (110) e métodos de refinamento de FFA (120) descritos acima, em que os FFAs são removidos em uma unidade de refinamento química (205), uma unidade de refinamento física (235) e/ou convertidos por esterificação ou glicerólises em uma unidade de conversão de FFA (250). No entanto, em cada pesquisa de pré-tratamento (110) e refinamento de FFA (120) uma pequena quantidade de ácidos graxos livres permanece normalmente e termina no produto de biodiesel finalizado, o que aumenta o Número de Ácido de biodiesel. Uma vez que determinadas matérias-primas podem conter impurezas que contribuem para o Número de Ácido de biodiesel quando avaliado, de acordo com Método B de ASTM D664, purificação adicional deve ser realizada em biodiesel feito a partir de tais matérias-primas, a fim de atender às especificações comerciais e obter a aceitação total do mercado. Isto é particularmente verdadeiro para o biodiesel produzido a partir de matérias-primas, tais como óleo de milho e alguns destilados de ácido graxo. Quando óleo de milho, biodiesel de óleo de milho e destilados de ácido graxo (juntamente com o biodiesel produzido a partir do mesmo) são analisados para o Número de Ácido com Método B de ASTM D664, os mesmo podem apresentar um segundo ponto de inflexão de titulação causado por compostos que são titulados após os ácidos graxos livres. Portanto, a matéria-prima tende a ter um Número de Ácido maior do que a quantidade de FFA no óleo, e este aumento de Número de Ácido é transmitido para o biodiesel resultante sem processamento a jusante adicional.
[046] Uma vez que a matéria-prima foi pré-tratada (110) e refinada (120), a mesma entra no processo de transesterificação (130) e, em seguida, no processo de refinamento de biodiesel (155). Existem diversos processos que podem ser utilizados para a produção de biodiesel a partir de óleos e gorduras, incluindo transesterificação catalisada por base, transesterificação catalisada por ácido e transesterificação enzimática.
[047] Em uma modalidade, o biodiesel é produzido a partir de matéria-prima usando transesterificação catalisada por base em um, dois, três, ou mais reatores. Em uma modalidade, a matéria-prima refinada (125) é submetida a um processo de reação de transesterificação e, em seguida, refinada para produzir biodiesel purificado (160) e glicerina (145). Esta reação de transesterificação é com base na reação química dos mono-, di-, e triglicerídeos contidos na matéria-prima com um álcool na presença de um catalisador de base. O catalisador de base utilizado na reação de transesterificação pode ser selecionado a partir de vários materiais básicos diferentes. Os catalisadores adequados incluem, por exemplo, NaOH ou soda cáustica, KOH ou potássio, CH3NaO (metóxido de sódio), e CH3KO (metóxido de potássio). O álcool utilizado na reação de transesterificação pode ser selecionado a partir de, por exemplo, metanol ou etanol.
[048] Como a reação de transesterificação é realizada em um primeiro reator (255), álcool seco (170) e catalisador ou enzimas (260) podem ser distribuídos para a matéria-prima refinada (125) em paralelo, como componentes de reação separados, ou o álcool e catalisador podem ser distribuídos para a matéria-prima refinada (125) como uma mistura. Quando distribuído como uma mistura, o catalisador pode ser dissolvido ou disperso no álcool por qualquer meio adequado antes de carregar a mistura na matéria-prima. Alternativamente, o catalisador pode ser fornecido como um líquido e misturado com o álcool, limitando a necessidade de dissolução do catalisador no álcool antes de misturar o álcool e catalisador com a matéria-prima. Quando o catalisador é misturado com o álcool como um líquido, o catalisador pode ser adicionado ao álcool, por exemplo, por uma ou mais bombas dosadoras. Além disso, uma vez que um catalisador alcalino pode ser sensível à água, o catalisador pode ser armazenado em um tanque protegido com uma camada de nitrogênio. Na realização da reação de transesterificação, o álcool seco (170), catalisador ou enzimas (260), e matéria- prima refinada (125) podem ser carregados diretamente para o primeiro reator (255), ou podem ser misturados antes de entrarem no reator (255).
[049] O sistema de reação pode ser fechado para a atmosfera para evitar a perda do álcool utilizado na unidade do reator de transesterificação (255). À medida que os componentes de reação são misturados, a mistura pode ser mantida um pouco abaixo do ponto de ebulição do álcool para acelerar o tempo de reação através da maximização da temperatura da reação, minimizando a quantidade de álcool perdida durante a reação. Alternativamente, a mistura de reação pode ser aquecida acima do ponto de ebulição do álcool em um recipiente que é pressurizado ou usa refluxo para manter o álcool em grande parte em um estado líquido. Todos os recipientes que contêm o álcool, também podem ser ligados a um sistema de ventilação para capturar quaisquer vapores de álcool. Vapores de álcool capturados podem ser alimentados em um sistema de condensação que recupera o álcool e recicla o álcool de volta para o processo de refinamento. Uma quantidade em excesso de álcool é tipicamente utilizada para garantir a conversão total de glicerídeos de matérias-primas para o produto de éster desejado.
[050] A mistura de reação de transesterificação deixa o reator (255) e entra em uma unidade de separação de fase (265). Na unidade de separação de fase (265), a mistura de reação é separada em duas fases: uma fase rica em éster (biodiesel bruto) que é transferida para um reator adicional ou reatores (270) e uma fase rica em glicerina (glicerina bruta) coletada na unidade (135). A glicerina bruta (135) é mais densa do que o biodiesel bruto (150) e as duas fases podem ser separadas por separação de gravidade em um recipiente de decantação ou, se necessário ou desejado, por separação centrífuga.
[051] Em uma modalidade, a transesterificação da matéria-prima ocorre em uma ou mais unidades de processo de sedimentação da mistura. Em tais unidades de processo, a reação de transesterificação ocorre em um misturador ou reator e o biodiesel bruto e a glicerina bruta resultantes a partir da reação de transesterificação formam duas fases distintas que podem ser separadas por um processo de sedimentação. Se duas ou mais unidades de processo de sedimentação da mistura são usadas, a matéria-prima e o produto intermediário, respectivamente, podem fluir sucessivamente através de dois ou mais processos de sedimentação da mistura. Cada processo de sedimentação da mistura pode ser fornecido com a quantidade desejada de álcool e catalisador. Os reatores incluídos nas unidades de processo de sedimentação da mistura podem ser de multiestágios em desenho, que compreendem várias câmaras de reação ou zonas, a fim de alcançar a máxima eficiência de conversão para o produto de éster. As etapas de sedimentação permitem a separação de fase para aproximar o limite de solubilidade, o que facilita a purificação a jusante dos produtos de biodiesel e glicerina.
[052] Uma vez que a reação de transesterificação é completada no segundo reator (270), a mistura de reação entra em uma segunda unidade de separação de fase (275). Em uma modalidade, o ácido (280) é misturado com a mistura de reação que sai do reator (270) para desativar o catalisador de transesterificação antes de entrar na unidade de separação de fase (275). Em outras modalidades, o catalisador é desativado após a unidade de separação de fase. O ácido pode ser diluído com água (175) antes de ser introduzido na mistura de reação em um recipiente de diluição de ácido (285). Na unidade de separação de fase (275), a mistura de reação é novamente separada em duas fases: uma fase rica em éster ou biodiesel bruto (150) e uma fase rica em glicerina ou glicerina bruta (135) enviada para a unidade (290). Cada uma destas fases brutas pode incluir uma quantidade significativa do excesso de álcool utilizado na reação. Além disso, os produtos de reação brutos podem incluir outras impurezas, tais como excesso de catalisador, sabões, sais, água, e impurezas de alto ponto de ebulição. Em uma modalidade, algumas ou todas dessas impurezas podem ser tratadas ou removidas a partir dos produtos de reação brutos antes do biodiesel e as fases de glicerina são separadas na unidade (275).
[053] Em uma modalidade, após o biodiesel bruto (150) e a glicerina bruta (135) serem separados na unidade (275), a glicerina bruta (135) pode ser tratada com um ácido adequado a partir de um recipiente de diluição de ácido (285) para neutralizar o catalisador residual, e o biodiesel bruto (150) pode ser submetido a uma lavagem com água na unidade (295) para remover glicerina, sais, e sabões. A glicerina bruta separada (135) pode ser submetida à purificação adicional em uma etapa de evaporação para remover qualquer álcool remanescente. Uma etapa de destilação e secagem é realizada na unidade (290). O extrator de álcool de glicerina (290) remove álcool e água que são coletados em uma unidade de álcool úmida (315) deixando um produto de glicerina que é de aproximadamente 78-98% de glicerina pura. Esta glicerina (145) pode ser ainda mais refinada para uma pureza de cerca de 99% ou superior utilizando técnicas de processamento adicionais, de tal modo que o produto de glicerina é adequado para uso em aplicações de alta pureza, tais como cosméticos ou farmacêuticos.
[054] O biodiesel bruto (150) deixando a unidade de separação de fase (275) ainda irá incluir impurezas e, por conseguinte, tem de ser purificado em uma ou mais operações de unidade. A ordem e o número dessas operações podem variar dependendo das propriedades de matéria-prima bruta, processo de pré-tratamento, processo de transesterificação, e viabilidade econômica. Após o biodiesel bruto (150) ser separado a partir de glicerina bruta (135) na unidade (275), o mesmo é tipicamente submetido ao refinamento de biodiesel adicional (155). Por exemplo, após a separação, o biodiesel bruto pode conter álcool residual, glicerina, pequenas quantidades de catalisador, sais, e sabonetes. Este pode ser o caso, mesmo se os produtos de reação brutos são refinados para remover ou neutralizar as impurezas antes da separação. Em uma modalidade, o biodiesel bruto (150) é submetido a uma evaporação flash ou processo de destilação para remover o excesso de álcool imediatamente após a unidade de separação de fase (275), antes da unidade de lavagem com água (295). Em outra modalidade, ésteres alquílicos brutos (seta pontilhada a partir da unidade de conversão de FFA (250)) podem contornar a transesterificação e entrar diretamente na lavagem com água (295) como um biodiesel bruto (150) ou outra etapa no processo de refinamento de biodiesel (155). Em uma modalidade, o biodiesel bruto (150) a partir da unidade de conversão de FFA (250) é destilado na unidade de refinamento de biodiesel (155) para produzir um biodiesel purificado (160) e o produto de fundo de destilação (180) que pode ser reciclado como uma matéria-prima bruta (105) para o biodiesel, utilizada como uma matéria-prima para outros combustíveis renováveis, ou diretamente utilizada como um produto de combustível renovável.
[055] Em uma modalidade de refinamento de biodiesel (155), o biodiesel bruto (150) é primeiro lavado na unidade (295) de modo a remover as substâncias solúveis em água, tais como sabões e catalisador residual. Sabões que podem estar presentes na unidade de lavagem com água (295) podem ser divididos para evitar a formação de emulsões durante a lavagem, por exemplo, pela adição de um ácido. Ácido clorídrico diluído, tal como uma solução de 3,7%, é adequado para uma tal aplicação e pode ser preparado e adicionado como necessário. Em uma modalidade, o processo de lavagem de biodiesel pode incluir simplesmente mistura suave do biodiesel bruto (150) com água (175) na unidade (295), que remove as impurezas solúveis em água residual e polares como as mesmas são absorvidas na fase aquosa.
[056] Se o biodiesel bruto (150) é processado através de uma etapa de lavagem na unidade (295), o biodiesel lavado pode conter excesso de água. O excesso de água pode ser removido, por exemplo, em uma unidade de separação de fase (300). A água a partir da unidade de separação de fase (300) pode ser reciclada de volta para a unidade de diluição de ácido (285) para reutilização. Em uma modalidade, o biodiesel bruto (150) pode ser decapante de álcool e água no extrator de álcool de biodiesel (305), que pode consistir em recipientes de destilação, colunas de destilação, destilação de caminho curto, evaporadores de película limpa, evaporadores de película fina, evaporadores de película descendente, e outras estratégias. Água (175) é removida a partir de álcool úmido (315) na unidade de retificação do álcool (320). A água (175) pode ser reciclada para a unidade de lavagem com água (295) e o álcool seco (170) é reciclado de volta para os reatores de transesterificação (255) e (270).
[057] Enquanto alguns produtos de biodiesel seco (158) (saída do extrator de álcool de biodiesel (305)) feitos a partir de determinadas matérias-primas alimentares de qualidade, tais como óleo de canola, banha, e sebo técnico podem estar prontos para uso, distribuição, ou venda após deixar o extrator de álcool de biodiesel (305), produtos de biodiesel secos feitos de matérias-primas de baixo custo não irão tipicamente atender às especificações de biodiesel comerciais, mesmo quando o pré-tratamento de matéria-prima adequado (110) e opções de refinamento de FFA (120) estão empregados. Particularmente, o biodiesel seco (158) feito a partir de matérias-primas não alimentares emergentes, tais como óleo de milho, óleo de cozinha usado, gordura de aves, óleo de pennycress, destilados de ácido graxo, ou óleo de algas, pode exigir processamento adicional após o extrator de álcool de biodiesel (305) antes do mesmo estar pronto para uso, distribuição, ou venda. No entanto, a combinação de um processo de refinamento de biodiesel adequado (155) com um pré-tratamento de matéria-prima adequado (110) e processo de refinamento de FFA (120) irá proporcionar um biodiesel purificado (160) que satisfaça as especificações comerciais, independentemente das propriedades de matéria- prima iniciais.
[058] Dependendo da matéria-prima e suas impurezas, a unidade de purificação de biodiesel (310) pode ser diferente. Em uma modalidade, o biodiesel seco (158) é submetido a um processo de filtração a frio na unidade (310) de modo que componentes de alto ponto de fusão, tais como proteínas, ceras; e determinados não saponificáveis, são arrefecidos até abaixo do seu ponto de solubilidade e removidos por filtração. Desta forma, o biodiesel seco (158) pode ser feito para satisfazer os testes de filtrabilidade de imersão a frio comerciais. De um modo geral, combinar a opção de filtração a frio com pré-tratamento de matéria-prima (110) e refinamento de FFA (120) tem muitas vantagens. No entanto, determinadas matérias-primas podem fazer com que os filtros se conectem mais rapidamente e precisam de tempo inferior mais frequente para trocas de filtro e custos operacionais mais elevados. Tais matérias-primas incluem aquelas com alto teor de cera, tais como óleo de milho, óleo de girassol, azeite, óleo de pennycress, determinadas gorduras de aves, e eventualmente, óleos de algas. Devido a sua solubilidade em ésteres alquílicos através de uma ampla faixa de temperatura, ceras podem nem sempre ser totalmente removidas de um modo eficaz em termos de custos, utilizando uma combinação de um pré-tratamento (110) e processo de refinamento de FFA (120) e um processo de filtração a frio ou técnica de fregelização similar. Técnicas de filtração a frio podem utilizar terra diatomácea (DE) ou outros meios de filtração para aumentar a eficácia da filtração.
[059] Em outra modalidade, o biodiesel seco (158) é submetido a um processo de filtração de membrana na unidade (310) de tal modo que os componentes de alto ponto de fusão, tais como proteínas, ceras, e determinados não saponificáveis, são condensados e removidos abaixo do seu ponto de fusão. A filtração de membrana pode ocorrer a temperaturas frias, de tal modo que as partículas condensadas são mais facilmente filtradas ou a temperaturas mais elevadas utilizando membranas com poros muito pequenos que podem separar as moléculas maiores ou mais polares a partir de uma solução (por exemplo, nanofiltração). Desta forma, o biodiesel seco (158) pode ser feito para satisfazer as especificações de biodiesel comerciais. Técnicas de filtração de membrana podem incluir membranas cerâmicas, membranas de polímero, peneiras moleculares, e fibras de carbono ou nanotubos. Em uma modalidade, o produto que deixa a unidade de separação de fase (300) pode entrar diretamente em uma unidade de filtração de membrana que remove tanto a água e o metanol em vez de passar através de um extrator de álcool de biodiesel (305).
[060] Em outra modalidade, o biodiesel seco (158) é submetido a um processo de filtração de resina na unidade (310), de tal modo que as impurezas, incluindo a água, são removidas. Desta forma, o biodiesel seco (158) pode ser feito para satisfazer as especificações de biodiesel comerciais. Técnicas de filtração de resina podem incluir resinas de lavagem secas, resinas de troca iônica e outras resinas absorventes. Em uma modalidade, o produto que deixa a unidade de separação de fase (275) ou (300) pode entrar diretamente em uma unidade de filtração da resina, que pode remover metanol, glicerina, água e outras impurezas, em vez de passar através de unidades de purificação adicionais.
[061] Em outra modalidade, o biodiesel seco (158) a partir do extrator de álcool de biodiesel (305) pode ser submetido à destilação na unidade (310) para remover ou reduzir os níveis de ceras, não saponificáveis, sabões, compostos de cores, compostos de enxofre, compostos de alto ponto de ebulição com grupos funcionais ácidos ou básicos, e mono-, di- e triglicerídeos. Um tal processo de destilação pode ser realizado por vários equipamentos de processo, incluindo os recipientes de destilação, colunas de destilação, destilação de caminho curto, evaporadores de película limpa, evaporadores de película fina, evaporadores de película de queda, e outras estratégias. O biodiesel resultante é purificado (160) e deve ser comercialmente aceitável, apesar dos componentes problemáticos estarem presentes na matéria-prima bruta inicial.
[062] Em uma modalidade, a unidade de purificação de biodiesel (310) é um processo de destilação de caminho curto (por exemplo, um evaporador de película limpa) utilizado para reduzir os níveis de compostos de enxofre, ceras, sabões, fosfolipídeos, impurezas de cor, compostos de alto peso molecular, tais como compostos de ácidos graxos polimerizados e compostos com grupos funcionais ácidos, glicerídeos (mono-, di- e triglicerídeos), e material não saponificável que compreende, pelo menos, um de esteróis, derivados de esterol, proteínas, e pigmentos.
[063] Em outra modalidade, a unidade de purificação do biodiesel (310) pode ser uma coluna de destilação quando, além das impurezas discutidas no parágrafo precedente, um nível de monoglicerídeos particularmente baixo é crítico para aceitação comercial, tal como menos do que cerca de 0,2% em peso.
[064] Em uma modalidade, a destilação de biodiesel na unidade (310) purifica o biodiesel bruto para reduzir a proteína, cera, e teor não saponificável, de tal modo que o produto de biodiesel purificado irá passar nos testes de filtrabilidade de imersão a frio. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para remover compostos causando um segundo ponto de inflexão e alto Número de Ácido, quando titulado de acordo com o Método B de ASTM D664. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para remover outros compostos acídicos, de tal modo que o produto de biodiesel purificado terá um Número de Ácido reduzido. Em uma modalidade, o produto de biodiesel purificado (160) tem um Número de Ácido menor do que cerca de 1, 0,5, 0,3 ou 0,1. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para remover não saponificáveis, de tal modo que o produto de biodiesel purificado terá teor de éster aumentado. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para reduzir compostos de cor, de tal modo que o produto de biodiesel purificado terá uma cor mais clara do que a matéria-prima inicial. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para reduzir os compostos de cor, de tal modo que o produto de biodiesel purificado irá atender aos requisitos de cor para a aceitação do cliente e/ou não irá parecer similar ao diesel tingido para uso externo. Em uma modalidade, a destilação de biodiesel purifica o biodiesel bruto para remover os glicerídeos, de tal modo que o produto de biodiesel purificado irá atender às especificações de monoglicerídeo comerciais, tais como a nova especificação de monoglicerídeo em ASTM D6751 e especificações de glicerídeo futuras deveriam ser introduzidas.
[065] Em uma modalidade, a destilação de biodiesel ocorre entre 200 - 300°C e 800 - 0 Torr. Em outra modalidade, a destilação de biodiesel ocorre entre 230 - 290°C e 40 - 0 Torr. Ainda em outra, a destilação de biodiesel ocorre entre 240 - 280°C e 5 - 0,01 Torr.
[066] Em uma modalidade, o produto de biodiesel produzido a partir do processo de purificação de biodiesel terá um teor de cera menor do que 0,1% em peso, um teor não saponificável de 2% em peso ou menos, um teor em sabão de 50 ppm ou menos, um teor de enxofre de 500 ppm ou menos, um teor de monoglicerídeo menor do que 0,6% em peso, um resultado de filtração de imersão a frio de 360 segundos ou menos e uma cor mais clara do que a matéria-prima original.
[067] Em outra modalidade, o produto de biodiesel produzido a partir do processo de purificação de biodiesel terá um teor de cera menor do que 0,05% em peso, um teor de não saponificável de 1% em peso ou menos, um teor de sabão de 20 ppm ou menos, um teor de enxofre de 15 ppm ou menos, um teor de monoglicerídeo menor do que 0,5% em peso, um resultado de filtração de imersão a frio de 240 segundos ou menos e uma cor mais clara do que a matéria-prima original.
[068] Em uma modalidade, o produto de biodiesel produzido a partir do processo de purificação de biodiesel terá um teor de cera menor do que 0,01% em peso, um teor de não saponificável de 0,5% em peso ou menos, um teor de sabão de 10 ppm ou menos, um teor de enxofre de 10 ppm ou menos, um teor de monoglicerídeo menor do que 0,4% em peso, um resultado de filtração de imersão a frio de 200 segundos ou menos e uma cor mais clara do que a matéria-prima original.
[069] A invenção é ilustrada em detalhe abaixo com referência aos exemplos, mas sem restringi-la aos mesmos.
[070] As propriedades de matéria-prima determinam como a matéria-prima deve ser processada, a fim de produzir um biodiesel comercialmente aceitável. No entanto, existem geralmente várias opções de processamento disponíveis e o caminho escolhido é limitado por uma combinação do que é economicamente viável e qualidade do produto final. Dependendo da matéria-prima mais do que um pré-tratamento de matéria-prima aceitável (110), caminhos de processamento de refinamento de ácido graxo livre (120) e refinamento de biodiesel (155) podem existir. A Tabela 1 descreve um número de caminhos de refinamento de matéria-prima que corresponde às Unidades de Processo representadas na FIG. 2, embora outras opções possam existir. Tabela 1. Caminhos de Refinamento de Matéria-Prima
[071] A Tabela 2 descreve os caminhos d e refinamento de biodiesel que correspondem à unidade de purificação de biodiesel (310) na Fig. 2. Deve notar-se que a opção de filtração pode incluir qualquer número de técnicas de filtração, incluindo filtração a frio, filtração de membrana, o uso de adsorventes ou resinas quimicamente ativos (isto é, "lavagem a seco"), ou outros tais métodos. Do mesmo modo, a opção de destilação pode incluir qualquer número de técnicas de destilação, incluindo a destilação atmosférica, destilação a vácuo, ou outros tais métodos. Tabela 2. Caminhos de Refinamento de Biodiesel
[072] A Tabela 3 proporciona uma lista de matérias- primas, propriedades de matéria-prima, e caminhos de processamento correspondentes com relação aos caminhos de refinamento de matéria-prima e refinamento de biodiesel listados nas Tabela 1 e Tabela 2, respectivamente. Os caminhos de processamento na Tabela 3 são exemplos de como matérias-primas particulares podem ser processadas para produzir o biodiesel comercialmente aceitável, no entanto, outros caminhos aceitáveis podem existir. Cada matéria-prima requer uma combinação adequada de caminho de refinamento de matéria-prima e caminho de refinamento de biodiesel, a fim de produzir biodiesel comercialmente aceitável. Tabela 3. Exemplo de Propriedades de Matéria-Prima e
[073] O óleo de milho a partir de um processo de etanol de grão foi convertido em biodiesel comercialmente aceitável utilizando um processo de refinamento de FFA de esterificação de ácido acoplado com filtração a frio e etapas de refinamento de biodiesel de destilação. Duas amostras de biodiesel de óleo de milho foram obtidas: uma imediatamente após filtração a frio usando terra diatomácea (DE) e uma segunda após tanto filtração e destilação a frio para comparar os efeitos. A matéria-prima de óleo de milho bruto foi ácido esterificado com metanol usando catalisador de ácido sulfúrico homogêneo (H2SO4) para converter ácidos graxos livres para os ésteres metílicos. O ácido forte usado durante a esterificação foi neutralizado com hidróxido de sódio (NaOH) antes de uma lavagem com água. Uma vez que a matéria-prima foi seca, a mesma foi enviada a um processo de transesterificação catalisado por base. Após ser separado a
[074] O óleo de milho a partir de um processo de etanol de grão foi convertido em biodiesel utilizando um processo de decapagem de FFA para refinamento de FFA seguido por transesterificação da matéria-prima decapante e duas técnicas de purificação: filtração à temperatura ambiente usando um filtro de papel de camada única e destilação. Uma amostra de biodiesel de óleo de milho seco foi obtida antes e após as unidades de refinamento de biodiesel para comparar a eficácia de cada método em conjunto com a pesquisa de refinamento de FFA. A matéria-prima de óleo de milho bruto foi decapante de FFA antes de entrar em um processo de transesterificação catalisado por base. Após ser separado a partir de glicerina e removido de metanol e água, o biodiesel seco foi submetido à purificação por qualquer etapa de filtração ou destilação em um evaporador de película limpa. As propriedades físicas e químicas do biodiesel antes e após purificação por filtração ou destilação são fornecidas na Tabela 5 abaixo. Os processos de filtração e destilação tanto melhoraram a qualidade de biodiesel em relação ao biodiesel seco não purificado. No entanto, o efeito de destilação é mais pronunciado do que a filtração especialmente em termos de redução de cera relativa (como indicado pelo Tempo de Filtração de Imersão a Frio e Turbidez), Número de Ácido, não saponificáveis, nitrogênio, enxofre, di- e triglicerídeos, e cor. Apesar da destilação ser capaz de reduzir o número de pontos de inflexão e Número de Ácido total, o alto Número de Ácido inicial do biodiesel de óleo de milho seco não purificado utilizado neste ensaio indica a importância de ter tanto refinamento de FFA e refinamento de biodiesel. Neste exemplo de laboratório, o processo de refinamento de FFA não foi otimizado e, portanto, não foi capaz de remover suficientemente FFAs suficientes para produzir biodiesel que atenda às especificações ASTM D6751 para Número de Ácido.
a150 mL de 300 mL restante após 720 s b120 mL de 300 mL restante após 720 s
[075] Uma mistura de óleo de cozinha usado (UCO) e gordura de aves foi convertida em biodiesel comercialmente aceitável usando um processo de refinamento de FFA, decapagem de FFA seguido por transesterificação e duas técnicas de refinamento de biodiesel: filtração a frio usando DE e destilação. Uma amostra de biodiesel foi obtida antes da filtração e destilação a frio para comparar a eficácia de cada método. A mistura de matéria-prima de biodiesel foi decapante de FFA antes de entrar em um processo de transesterificação catalisado por base. Após ser separado a patir de glicerina e removido de metanol e água, o biodiesel seco foi submetido à purificação por qualquer etapa de filtração a frio usando DE ou destilação em um evaporador de película limpa. As propriedades físicas e químicas do biodiesel antes e após purificação por filtração ou destilação a frio são fornecidas na Tabela 6 abaixo. Os processos de filtração e destilação tanto melhoraram a qualidade do biodiesel com relação ao biodiesel seco não purificado, particularmente com relação à capacidade de filtração de imersão a frio e enxofre. No entanto, o efeito de destilação é mais pronunciado do que a filtração a frio, especialmente em termos de remoção de compostos de cor e redução do Número de Ácido, Tempo de Filtração de Imersão a Frio, nitrogênio e enxofre. Tabela 6. Propriedades de Óleo de Cozinha Usado Decapante & Biodiesel de Gordura de Aves com Filtração ou Destilação a
a125 mL de 300 mL restante após 720 s
[076] Como um resultado do alto grau de variabilidade na identidade e quantidade de impurezas encontradas nas matérias-primas para o biodiesel, particularmente matérias- primas brutas de baixo custo, um número de etapas de processo, como descrito nas modalidades da invenção pode ser empregado como descrito aqui para converter matéria-prima altamente impura em biodiesel plenamente aceitável e de alta qualidade. Estas várias modalidades são descritas em detalhe suficiente para permitir que um versado na técnica pratique a invenção, e é para ser compreendido que essas modificações nas várias modalidades descritas podem ser feitas por um versado na técnica.
[077] Onde os métodos e etapas descritos acima indicam determinados eventos que ocorrem em determinada ordem, os versados na técnica irão reconhecer que a ordem de determinadas etapas pode ser modificada e que tais modificações estão de acordo com os princípios da invenção. Além disso, determinadas etapas podem ser realizadas simultaneamente em um processo paralelo, quando possível, bem como realizadas sequencialmente.
[078] Todas as publicações, patentes, e pedidos de patente citados neste relatório descritivo são aqui incorporados por referência na sua totalidade, como se cada publicação, patente, ou pedido de patente fossem especificamente e individualmente colocados no presente documento.
[079] As modalidades, variações, e figuras acima descritas fornecem uma indicação da utilidade e versatilidade da presente invenção. Outras modalidades que não fornecem todas as características e vantagens aqui apresentadas podem também ser utilizadas, sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção. Tais modificações e variações são consideradas como estando dentro do escopo dos princípios da invenção definido pelas reivindicações.
Claims (24)
1. Método para produzir um biodiesel purificado a partir de uma primeira matéria-prima CARACTERIZADO por compreender: a. remover os ácidos graxos livres a partir da referida primeira matéria-prima para produzir uma matéria-prima refinada e ácidos graxos livres; b. transesterificar a referida matéria-prima refinada para produzir um primeiro biodiesel bruto; c. destilar o referido primeiro biodiesel bruto para produzir o biodiesel purificado e produtos de fundo de destilação; e d. converter os ácidos graxos livres para uma segunda matéria-prima usando um processo de glicerólise.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de utilizar um processo de transesterificação para converter a referida segunda matéria-prima para um segundo biodiesel bruto.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de combinar o segundo biodiesel bruto com o primeiro biodiesel bruto e refinar o primeiro biodiesel bruto e segundo biodiesel bruto juntos na etapa (c).
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de combinar a segunda matéria-prima com a matéria-prima refinada e transesterificar a matéria-prima refinada e segunda matéria- prima juntas na etapa (b).
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de pré-tratar a referida primeira matéria-prima para produzir uma matéria- prima pré-tratada antes dos ácidos graxos livres serem removidos a partir da referida primeira matéria-prima e utilizar a matéria-prima pré-tratada como a primeira matéria-prima na etapa (a).
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida primeira matéria- prima contém entre 0,2% em peso e 30% em peso de ácidos graxos livres.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida primeira matéria-prima compreende, pelo menos, um de óleo de milho, óleos de palma, destilados de ácidos graxos, partes inferiores de destilação, gordura de castanha, gorduras de aves, óleos alimentares usados, óleo de pennycress, óleo de algas, óleo de soja e óleo de canola.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda matéria-prima compreende glicerídeos.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido biodiesel purificado tem um número de ácido menor do que o primeiro biodiesel bruto.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido biodiesel purificado tem uma cor mais clara do que o primeiro biodiesel bruto.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido biodiesel purificado tem um teor de cera menor do que o primeiro biodiesel bruto.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido primeiro biodiesel purificado tem um teor de enxofre menor do que o primeiro biodiesel bruto.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido biodiesel purificado tem um teor de impurezas não saponificáveis menor do que o primeiro biodiesel bruto.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido biodiesel purificado possui um teor de cera menor do que 0,1% em peso, um teor não saponificável de 2% em peso ou menos, um teor de sabão de 50 ppm ou menos, um teor de enxofre de 500 ppm ou menos, um teor de monoglicerídeo menor do que 0,6% em peso, um teste de resultado de filtração de imersão a frio de 360 segundos ou menos e uma cor mais clara do que a primeira matéria-prima.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de utilizar os produtos de fundo de destilação como uma matéria-prima de combustível renovável.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de utilizar os produtos de fundo de destilação como um combustível.
17. Método para produzir biodiesel purificado a partir de uma primeira matéria-prima CARACTERIZADO por compreender: a. remover os ácidos graxos livres a partir da referida primeira matéria-prima para produzir uma matéria-prima refinada e ácidos graxos livres; b. transesterificar a referida matéria-prima refinada para produzir um primeiro biodiesel bruto; c. refinar o referido primeiro biodiesel bruto para produzir um primeiro biodiesel purificado; e d. converter os ácidos graxos livres para uma segunda matéria-prima usando um processo de glicerólise.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida segunda matéria- prima é adicionalmente processada para produzir um segundo biodiesel bruto.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido segundo biodiesel bruto é processado com, pelo menos, um da matéria-prima refinada e o primeiro biodiesel bruto para produzir o primeiro biodiesel purificado.
20. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido primeiro biodiesel bruto é refinado através de, pelo menos, um de um processo de destilação e um processo de filtração para produzir o primeiro biodiesel purificado.
21. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que produtos do fundo de destilação são separados a partir do biodiesel bruto durante a etapa de refinamento.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO por compreender ainda a etapa de utilizar os produtos do fundo de destilação como uma matéria-prima de combustível renovável ou um combustível.
23. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda matéria-primera compreende glicerídeos.
24. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida segunda matéria- prima é processada com a matéria-prima refinada para produzir o primeiro biodiesel bruto.
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