BRPI0900425A2 - usina móvel de produção de biodiesel auto-sustentável e processo móvel de produção de biodiesel - Google Patents

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Abstract

A USINA MóVEL DE PRODUçãO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTáVEL E PROCESSO MóVEL DE PRODUçãO DE BIODIESEL caracterizados por um arranjo compacto de equipamentos para a produção de biodiesel de forma a reduzir a geração de resíduos e, adicionalmente, proporcionar o reuso/aplicação, de alguns deles; organizados sobre um chassi com eixo e rodas, pode ser acoplada e levada a diversos locais, apresenta uma formatação auto-sustentável por utilizar de seu próprio combustível para gerar energia elétrica para fornecimento a toda usina, se necessário.

Description

USINA MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL EPROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
O presente processo descrito visa proporcionar forma técnica viávelpara produção de biodiesel, combustível de fontes renováveis, em atendimento àsdemandas propostas do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel, PNPB,lançado e fomentado pelo Governo Federal Brasileiro. Trata-se de uma rota e métrica deprodução que proporciona a segurança demandada para operação dos equipamentosenvolvidos e utilização dos produtos obtidos.
A Usina Móvel de Biodiesel, projetada e desenvolvida com foco naprodução sustentável de energia, tem seus pilares técnicos assegurados por pesquisacientífica própria e em fundamentações na literatura científica internacional.
Tendo como principal objeto a sustentabilidade energética eambiental, o processo hora em questão visa estabelecer uma rota e equipamentos paraprodução de biodiesel a partir de óleos vegetais in natura e/ou residuais, de sementesoleaginosas diversas. Para a produção do biocombustível de interesse é necessário comoinsumo, além do óleo, quimicamente denominado triacilglicerídeo, uma fonte alcoólica,preferencialmente primária de cadeia curta e o uso de um catalisador homogêneo,básico ou ácido.
O caráter móvel do processo produtivo é o principal parâmetroinovador conforme o estado da técnica em nível mundial, aliado à inovação quanto àsustentabilidade e auto-suficiência da unidade, uma vez que a mesma pode ser operadaem áreas remotas, sem sequer fornecimento energético ou de insumos, por umdeterminado período de tempo. Destaca-se ainda, no quesito inovação e sustentabilidadea questão de aplicação de produtos do processo de produção em etapas deprocessamento com o objetivo de reduzir a necessidade de insumos externos, além deproduzir uma menor quantidade de rejeitos e reduzir o consumo de energia.
Estado da Técnica
Existem diversos trabalhos realizados acerca da produção debiodiesel, sendo descritos processos de distintas rotas, utilizando normalmente deprocessos em batelada e eventualmente processos semi-contínuos com a inserção detecnologias caras e de difícil operação como a de energia de microondas ou ultra-sônica.
Um exemplo deste é o pedido de patente US 2004/0074760 Al quedescreve uma rota reacional em que o catalisador é misturado ao óleo e aplicada aenergia de microondas para forçar a mistura quando da adição da fonte de álcool. Diz-seque o processo é capaz de produzir não apenas biodiesel, como também produtos dedestilação fracionada como de gasolina, querosene.
O pedido brasileiro PI 0404243-3 Aprotege um processo de produçãode biodiesel a partir de óleo vegetal semi-refinado, álcool anidro e catalisador alcalinoem meio reacional aquecido que ocorre em duas etapas. Ambas ocorrem emtemperaturas entre 60-80°C quando, após a primeira etapa, os produtos são enviados aum estágio de aquecimento para recuperação do álcool não reagido por evaporaçãoseguido de condensação do mesmo. Tão logo a mistura líquida é resinada e separadaem duas fases, a mais leve uma mistura de ésteres e óleo e a mais densa sendo uma afase rica em glicerina. Em seguida a fase leve é direcionada ao segundo reator, aonde éadicionado mais álcool conforme necessidade de continuidade da reação para atingiruma transformação pretendida. Após, o catalisador é neutralizado com um aditivo ácido,o álcool eventualmente em excesso é recuperado e as fases, produtos da reação,separadas, por decantação ou centrífuga. A fase de interesse, a leve, é lavada com amistura de água ao mesmo e logo, fortemente aquecido para retirar a água incorporadana fase orgânica.
Vale ressaltar que o processo supra descrito possui falhas técnicas noque diz respeito à termodinâmica da reação em questão, devido às etapas descritas depós-tratamento da mistura reacional, além de, devido aos processos utilizados, podercomprometer a economicidade do mesmo e ademais, possuir uma dependênciaexcessiva de insumos externos da rota produtiva.
O trabalho brasileiro patenteado como PI 0503631-3 A descreve umprocesso de produção de biodiesel, especialmente de óleo de mamona, mas aplicável aoutras fontes de óleo, cujo processo catalítico, ácido ou básico, ocorre em duas etapas,sendo a primeira em dois vasos reatores em paralelo e, separadas as fases leves e aoutra, mais densa, a primeira é direcionada a um segundo reator, aonde se misturam aslinhas dos dois primeiros tanques, para uma segunda etapa de reação. O referidoprocesso destaca ainda a reutilização de parte do catalisador disponível na glicerina,parte mais densa comentada, para reduzir a emissão de rejeitos. Outro ponto a serdestacado refere quanto à recuperação do álcool, que deve ser adicionado em excesso nareação para que essa ocorra mais rápida e eficientemente. Essa etapa de recuperação érealizada após a separação das fases e lavagem do combustível produzido, como umaetapa de purificação.
Tal trabalho advém com a idéia, ainda insípida, de reuso de uma desuas linhas de processo num estágio seguinte, para aproveitamento do catalisador emexcesso num segundo estágio de reação, contudo tal ação pode interferirconsideravelmente na cinética reacional tendo em vista a incorporação de um produtode reação como veículo de vim insumo. Em contrapartida inicia com a idéia de nãomisturar a fase densa, produto da reação, com a água de lavagem, justamente para nãocomprometer sua re-aplicação seguinte. Tal organização se mostrou interessante esegura em rotas processuais futuras, testadas por esse grupo e um dos motivosfomentadores da distinção deste trabalho.
Outro trabalho recente, PI 0700781-7 A, diz respeito à produção debiodiesel a partir de gordura animal, em particular a suína, fazendo uso de metanolcomo fonte de álcool. Contudo demonstra ser um processo pouco eficaz quanto àqualidade final assegurada do produto quanto também ao que se refere no tempo doprocesso como um todo. Diferentemente, o processo de interesse do presente trabalho,não se aplica à conversão de gordura animal em biodiesel, o foco aqui pretendido podeser aplicado apenas se a referida gordura estiver misturada, sob aquecimento, à um óleovegetal.
Muito bem descrito pelo recente trabalho registrado sob o códigoPI 0604251-1 A, os óleos vegetais, quando extraídos, seja por uso de solventesorgânicos ou por prensagem, carregam na composição desses óleos não apenas ostriacilglicerídeos, mas também algum teor de acidez orgânica, devido à presença deácidos graxos livres. Outros possíveis componentes desses óleos são substânciascomumente denominadas "matéria não saponificável". Intuitivamente pode-se perceberque tais compostos não são transformados em biodiesel quando da reação detransesterificação, logo se faça necessária a remoção dessa fração, a fim de elevar apureza do produto final, o biodiesel. Um dos processos aplicáveis é denominadodegomagem, por exemplo. Entretanto, alguns desses componentes deveriam sermantidos no óleo, mesmo não sendo transformados, contudo eles conferem algumascaracterísticas interessantes ao óleo e ao combustível, como a estabilidade à oxidação,como é o caso dos tocoferóis e esteróis. Infelizmente, em se retirando um doscomponentes não saponificáveis, retiram-se todos os outros. O referido trabalho nãotrata, entretanto da aplicação da parte sólida, produto inerente da etapa de extração doóleo das sementes oleaginosas e que, em adicional, o presente processo inventivoexplora uma potencial aplicação direta numa etapa de purificação do biodiesel, produtoprincipal de interesse.
Sumário da Invenção
Diante de todo o exposto da técnica e fundamentos já existentes,constitui o objeto da presente solicitação, o desenvolvimento de uma rota produtiva debiodiesel, com ênfase num processo de elevada sustentabilidade técnico-econômico-ambiental, adicionada à característica de mobilidade de todo o processo produtivo.
Adicionalmente assume uma posição de destaque no cenáriomercadológico por fornecer uma unidade de produção de biodiesel adequada àspequenas demandas desse biocombustível. Atrelada à mobilidade do processo industrial,pode tornar acessível às mais remotas comunidades um processo inovador detransformação de óleo vegetal in natura ou de fritura em uma fonte de energia paramáquinas e equipamentos agrícolas.
O processo em questão é apto para transformar diferentes óleosvegetais como soja, girassol, canola, pinhão-manso, nabo forrageiro e crambe, além deóleos residuais, proporcionando a reciclagem do mesmo. Como insumo alcoólico, fazuso de alcoóis primários de baixo peso molecular sob processo de catálise homogêneabásica ou ácida.
Tendo em vista que:
1. O PNPB já destaca a necessidade de processos de produção e consumo local debiodiesel;2. Existem inúmeras sementes oleaginosas que fornecem óleo para transformaçãoem biodiesel;
3. As fontes oleaginosas geram considerável quantidade de resíduos sólidos,quando do processo de extração do óleo. Tais resíduos, para determinadassementes oleaginosas ainda não possuem aplicação comercial segura;
4. Os processos de purificação do biodiesel produtivo demandam, em sua maioria,a adição de vários novos insumos;
5. Que a rota de produção de biodiesel é uma potencial geradora de co-produtos.Em sua maioria com baixa aplicação mercadológica até o presente momento;
6. Existe iam balanço energético favorável para reaplicação de determinados co-produtos antes de um eventual descarte.
A proposta de uma UNIDADE MÓVEL DE PRODUÇÃO DEBIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL visa proporcionar uma tecnologia inovadora deprocesso, agregando conceitos de reengenharia e aproveitamento energético de resíduos,descreve-se o que segue.
Descrição da Invenção
Como motivação inicial, a questão da mobilidade é o primeiro e maisperceptível fator inventivo em questão. Todo o processo produtivo, deste oprocessamento das sementes, pré-tratamento do óleo, seja ele vegetal in natura ouresidual, como a rota produtiva do biodiesel, tendo agregado a parte de armazenamentoe tancagem foi contemplado. Adicionalmente, agregou-se a estrutura equipamentogerador de energia elétrica e reservatórios de água e de água de processo, como tambéminfra-estrutura necessária de instrumentação e controle dos equipamentos e de análisepreliminar da qualidade do produto foco, o biodiesel. Na parte de processamento ereação do óleo, os tanques e reatores foram dispostos de forma a aproveitar ao máximoo desnível vertical, reduzindo a necessidade de número elevado de bombas paracirculação das fases fluidas.
Conforme as Figuras 01 e 02: respectivamente vista em perspectiva evista explodida da USINA MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL, a usina foi projetada e construída sobre uma estrutura móvel, comouma carroceria articulada de caminhões, estando nesta figura o caminhão representadode forma apenas ilustrativa. Sobre tal estrutura foram construídos e organizados osequipamentos e utilidades, a saber:
1. 02 contêineres (T01 e T02) de armazenamento, de óleo e álcool, para transportedos mesmos durante os deslocamentos;
2. gerador (EOl) de energia elétrica, motor ciclo diesel, o que possibilita aaplicação do produto gerado na usina como fonte energética para o mesmo;
3. unidade (E02) contínua de extração de óleo vegetal de sementes por prensagemmecânica;
4. unidade (E03) de filtração de óleo, de operação semi-contínua, para remoção desólidos em suspensão e recipiente para eventual correção de pH ou adição deagente secante ou floculante, se necessário;
5. na parte esquerda, (E04 e E05) painéis elétricos de controle dos equipamentos;
6. além de 04 reservatórios, em aço inox, para tancagem e alimentação de óleo,vegetal in natura (T03), residual (T04), tancagem de álcool (T05) e um últimodo biodiesel (T06) já produzido e polido;
7. na parte central direita, os reatores e utilidades de processamento, da frente paraa traseira, todos confeccionados em aço inox, a saber:
7.1. primeiro reator (T07) com aquecimento (AOl) e controle de temperaturaentre a ambiente e 80°C, além de agitação controlada por inversor defreqüência limitada entre 450 e 1000 rpm;
7.2. primeiro decantador (T09);
7.3. segundo reator (T08), igualmente ao item 7.1, com aquecimento (A02) eagitação controlados;
7.4. segundo decantador (TIO);
7.5. reservatório (TI2) da fase densa, glicerina, com aquecimento (A03)limitado à 100°C com saídas para líquidos, na base, e para gases, na partesuperior;
7.6. terceiro decantador (T11);7.7. tanque (Tl3) de purificação da mistura de ésteres, e como o tanquereservatório em 7.5, com aquecimento (A04) controlado e com saídas paralíquidos, na base, e para gases, na parte superior;
7.8. trocador de calor (E06) de tubos operado em contra-corrente;
7.9. caixa de passagem (T14) de água limpa;
7.10. (TI5) reservatório de aquecimento (A05) de água limpa para o processo,com limite de 80°C na elevação da temperatura;
7.11. coluna de extração (TI6) líquido-líquido para remoção de impurezashidrossolúveis do biodiesel;
7.12. coluna de secagem (TI7), com aquecimento (A06) controlado entre atemperatura ambiente e 100°C, além de sistema de vácuo (B08)controlado, desde pressão ambiente até 100 mmHg, para polimento finaldo biodiesel.
8. escritório (ES) para organização e trabalhos laboratoriais;
9. armários e laboratório (LB) de análise químico-fisica preliminar do produto.
Todo o conjunto é equipado com sistema de iluminação, saídas deemergência e extintores de incêndio condizentes com a estrutura em questão.
Do processo de produção de biodiesel, representado na Figura 03:Fluxograma do PROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL, projetado econstruído sobre uma unidade móvel.
Em se iniciando o processo de produção desde a semente oleaginosa, amesma é prensada mecanicamente (E02) para extração do óleo vegetal, resultandoneste, com elevado teor de sólidos, e uma torta, parte sólida, com reduzido teor de óleoremanescente.
A seguir o óleo é filtrado (E03) e, se necessário, tem seu pH corrigidoantes mesmo de atingir a bomba - móvel - de alimentação (B07). Desta etapa o óleopode seguir para o tanque (TOl) de armazenamento de óleo vegetal in natura.Alternativamente, quando for processar óleo residual, o mesmo tem o início de seuprocesso com a filtração (E03) e em seguida direcionado para tancagem (T02). Adiante,o óleo é alimentado por bombeamento (BOI) em um dos reatores (T07 ou T08), quefuncionam em paralelo, podendo, se necessário, passar por um processo de pré-tratamento, ou refino, no primeiro reator (T07) para remoção de componentes químicosque não sejam oportunos no produto final. Segue para uma etapa de decantação (T09)das fases, sendo a mais leve, a de interesse. O óleo, eventualmente pré-tratado, seguepara o segundo reator (T08), aonde será adicionado por bombeamento (B02) o álcool,sob aquecimento (A02) e forte agitação para forçar a mistura das duas fases. Tão logo ocatalisador é adicionado e, sob controle de temperatura, a reação é desenvolvida.
Reagidos os insumos, produz-se biodiesel e glicerina, que devem serseparados. Devido à considerável diferença de densidade, o processo pode ser realizadopor decantação (T09, TlO ou Tl 1), com o auxílio da gravidade, buscando umaeconomia de energia e de espaço.
Separam-se as fases em diferentes tanques. A fração leve, ésteresgraxos, é direcionada ao tanque de purificação (TI3), e a fração pesada, rica emglicerina e álcool, direcionada ao reservatório (TI2) da fase densa. Um sistemaindependente de aquecimento (A03 e A04) é acionado para evaporação do álcooladicionado em excesso na etapa de reação, para elevar a eficiência e cinética da reação.Sob aquecimento, o álcool é evaporado nos: reservatório de fase densa (T12) e tanquede purificação (TI3) e, posteriormente condensado em trocador de calor (E06) de tubosparalelos em contracorrente ao líquido de arrefecimento. O álcool retorna para oreservatório (T05) de origem, pronto para nova aplicação em processo seguinte, semgeração de resíduos nessa etapa.
Por efeito de co-solubilidade, uma pequena fração de glicerina foicarreada na fase mais leve devido ao álcool que ali esteve solubilizado e que, outrora,acabou de ser retirado por evaporação. Logo se torna simples a retirada dessa pequenafração de impurezas, num processo de extração líquido-líquido (TI6), tendo óleo comofase estacionária, água aquecida é adicionada à coluna, que percola a fase leve;orgânica.
Por não se misturarem, a fase éster, orgânica, e a água se separam pordecantação (T16), a água separada do biodiesel (ainda sob purificação). Uma vezseparados, a água é estocada (TI 8 e Tl9) para aplicação posterior. O biodiesel, comuma pequena umidade incorporada, é direcionado para uma coluna de secagem (TI7)aonde, com aquecimento e redução da pressão por bomba de vácuo (B08) de operação,a água é retirada e liberada na forma de vapor para o meio ambiente. O biodiesel, seco,está pronto para tancagem (T06) e uso como combustível, aplicado puro ou em fraçõesde mistura com o óleo diesel mineral.
Uma inovação proposta na rota descrita refere-se à aplicação daglicerina (retida em T12) como aditivo no líquido de arrefecimento do trocador de calor(E06). A glicerina que, inicialmente não possui aplicação direta no processo, passa afuncionar como um material de transferência de calor, para condensar o álcoolevaporado em (T12) e (T13), retornando o mesmo para o reservatório de álcool (T05).Como a glicerina é completamente solúvel em água, pode ser solubilizada nesta e trocarcalor do vapor de álcool.
Tal organização e arranjo fornece uma estrutura industrialrelativamente compacta, alcançando um elevado índice de eficiência e performance deoperação. Adicionam-se à segurança, já comentada, e à durabilidade da usina, dados aossistemas de amortecimento e conexões desenvolvidos, reduzindo a rigidez do sistema,prevenindo quanto ao surgimento de trincas e desgastes dos equipamentos provenientesdo transporte da unidade. Uma vez montado, os equipamentos são perfeitamenteintegrados, com os componentes conectados através de flanges e juntas flexíveis. Logo,a usina móvel, apesar de possuir um tamanho diminuto para uma unidade industrial,coloca-se em caráter inventivo vim modelo de produção inovador, possível de alcançardiversas localidades com segurança, durabilidade e qualidade no sistema deprocessamento.
Exemplo 1
Recebe lote sementes oleaginosas que são prensadas a frio (E02) paraextração mecânica de óleo vegetal in natura que é despejado no filtro prensa (E03) deonde segue por bombeamento para tancagem (T03). Direciona por bomba (BOI) 100 kgde óleo para o reator (T07) aonde é aquecido à 55°C e misturado a 31 kg álcool,direcionado por bomba (B02) desde seu tanque (T05), e 4,5 kg de catalisador,adicionado manualmente. Sob forte agitação, a mistura permanece por 45 minutos.Direciona por bomba (B03) para separação das fases (Tll) aonde permanece emrepouso por uma hora e de lá, direciona por gravidade a fase inferior para tancagem deglicerina (T12) e a fase leve para purificação (T13), aonde será evaporado o excesso deálcool por aquecimento (A03 e A04) à 75°C por 40 minutos. Direciona o retido notanque, por bomba (B04), para lavagem (TI6), aonde é pulverizada, por bombeamento(B05), água aquecida (TI 5) à 50°C e permanece para separação das fases por30 minutos. Direciona, por gravidade, a água para tancagem (TI 8) e a fase leve parasecagem (TI7) à IlO0C e à 0,80 atm de pressão por 25 minutos. Direciona porbombeamento (B06) o biocombustível pronto para tancagem (T06).
Exemplo 2
Recebe lote de óleo de fritura que é despejado no filtro prensa (E03)de onde segue por bombeamento (BOI) para tancagem (T04). Direciona por bomba100 kg de óleo para o reator (T07) aonde é aquecido (AOl) à 60°C e misturado a 35 kgálcool, direcionado por bomba (B02) desde seu tanque (T05), e 5 kg de catalisador,adicionado manualmente. Sob forte agitação, a mistura permanece por 50 minutos.Direciona por bomba (B03) para separação das fases (T09) aonde permanece emrepouso por uma hora e de lá, direciona por gravidade a fase inferior para tancagem deglicerina (TI2) e a fase leve para purificação (TI3), aonde será evaporado o excesso deálcool por aquecimento (A03 e A04) à 75°C por 40 minutos. Direciona o retido notanque, por bomba (B04), para lavagem (TI6), aonde é pulverizada, por bombeamento(B05), água aquecida (TI5) à 55°C e permanece para separação das fases por30 minutos. Direciona, por gravidade, a água para tancagem (TI 8) e a fase leve parasecagem (TI 7) à IOO0C e à 0,90 atm de pressão por 30 minutos. Direciona porbombeamento (B06) o biocombustível pronto para tancagem (T06).

Claims (13)

1. A USINA MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVELde configuração e arranjo dos constituintes organizados sobre uma estruturarígida, chassi, sobre rodas, com um ou dois eixos, caracterizado por TO1:contêiner de armazenamento de óleo vegetal; T02: contêiner de armazenamentode álcool anidro; EO1: gerador elétrico de motor diesel; E02: unidade deextração de óleo por prensagem mecânica; E03: unidade de filtração de óleosvegetais in natura ou de reciclagem, além da possibilidade de etapa paracorreção de pH do óleo, quando necessário; E04: painel elétrico de controle,acionamento e parada de emergia de todo o sistema elétrico de motores, bombase aquecimento; E05: painel elétrico de acionamento de iluminação e tomadasavulsas de fornecimento elétrico; T03: reservatório de estocagem de óleo vegetalin natura, proveniente do processo de prensagem mecânica de sementesoleaginosas, seguido de filtração; T04: reservatório de estocagem de óleovegetal residual, direcionado para reciclagem do mesmo; T05: reservatório deestocagem de álcool anidro; T06: reservatório de estocagem de biodieselproduzido e purificado; T07: reator com agitação e aquecimento (AOl)controlado, para reações de refino ou transesterificação do óleo vegetal; T08:reator com agitação e aquecimento (A02) controlado, possível de ser aplicadocomo segunda etapa de processamento, se necessário; T09: decantador paraseparação das fases de refino ou transesterificação do óleo vegetal, ou dobiodiesel recém reagido; TIO: idem ao T09, operado em paralelo ao mesmo;Tl 1: idem ao T09, operado em paralelo ao mesmo; T12: reservatório da fasedensa produzida na reação de transesterificação e separado em T09, TIO ou Tll,com aquecimento (A03) controlado para recuperação do álcool; Tl3: tanquecom aquecimento (A04) controlado para recuperação do álcool não reagido naetapa de transesterificação; E06: trocador de calor, para condensar o vapor deálcool produzido emT12eT13;T14: reservatório de água fria; Tl 5: tanque comaquecimento (A05) controlado para alimentar com água quente o processo depurificação do biodiesel; Tl6: coluna de extração líquido-líquido para lavagem àquente do biodiesel produzido e sob processo de polimento; Tl 7: torre desecagem do biodiesel lavado, com aquecimento (A06) controlado, sistemaredutor de pressão (B08) e de circulação por bombeamento (B06) do líquidoprocessado; ES: escritório para gerenciamento do processo, com estrutura detelefonia e internet móvel; LB: laboratório para testes preliminares de óleos paraprocessamento e análises físico-químicas qualitativas da qualidade dos insumose produtos envolvidos na operação da usina móvel de biodiesel; T20: contêinerde armazenamento de água limpa para alimentação da usina e do laboratório;Tl 8: caixa de contenção de água de processo, proveniente da etapa da extraçãoda glicerina do biodiesel em Tl6 ou do líquido de arrefecimento de E06; Tl9:caixa de contenção do transbordo de Tl 8, quando em carga plena;adicionalmente a estrutura de cobertura e revestimento da unidade, todo osistema de iluminação, prevenção e erradicação de incêndios.
2. Fazendo uso dos equipamentos descritos e arranjados conforme areivindicação 1, o PROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL,caracterizado por:a) utilização de bomba móvel (B07) para conexão do contêiner TOl aos tanquesT03 e T04 e, noutra utilização, o container T02 ao T05;b) utilização de bomba móvel (B07) para conexão do óleo filtrado em (E03) aotanque (T03 ou T04), conforme origem do óleo;c) dirige, por meio de bomba (BOI), dos reservatórios T03 e/ou T04 com óleovegetal até os reatores (T07) e/ou (T08);d) dirige, por bombeamento (B02) o álcool do reservatório (T05) até os reatores(T07) e/ou (T08);e) executa a reação em T07 e/ou T08 com aquecimento, por utilização de AOle/ou A02, e agitação mecânica forçada;f) decorrido tempo suficiente, a mistura reacional é dirigida por bombeamento(B03) desde T07 e/ou T08 para T09, TlO ou Tl 1;g) dirige a fase leve, ésteres graxos, por gravidade para seguinte etapa depurificação em Tl3 e;h) dirige, também por gravidade, a fase mais densa, rica em glicerina, para Tl2;i) evaporação do álcool em excesso por aquecimento realizado por A03 e A04,simultaneamente, ou não, emT12eT13, como etapa de redução de produçãode resíduos, recuperação do álcool e elevação do teor de pureza do produtobiodiesel e co-produto glicerina;j) dirige os ésteres de Tl3, por bombeamento (B04) para polimento era viaúmida quente em T16;k) dirige água de processo fria de T14 para T15, por gravidade, paraaquecimento realizado por A05;l) dirige, por bombeamento B05, água de processo quente para T16, aonde éaspergida;m) por decantação em Tl6 da fase densa, água de lavagem, direcionada porgravidade para Tl8;n) dirige a fase leve, orgânica, por gravidade para última etapa de purificaçãoem Tl 7;o) secagem do biodiesel em Tl7 com aquecimento (A06) controlado,abaixamento de pressão (B08) e circulação do líquido por bombeamento(B06), mesmo sistema que ao final;p) dirige o biodiesel purificado de Tl7 por bombeamento (B06) para T06.
3. UNIDADE MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL, caracterizado por possibilitar a operação em áreas remotas,apenas com o fornecimento de insumos estocados e geração de energia porgerador próprio, de motor a ciclo diesel.
4. Arranjo da UNIDADE MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL, conforme reivindicação 1, que garante maior estabilidademecânica durante o deslocamento da unidade por disponibilizar dois tanques(T01 e T02) dispostos sobre a quinta roda do chassi móvel, deslocando o centrode massa de estocagem dos insumos para estes, desde os tanques dearmazenamento (T03, T04 e T05).
5. Apenas de poder reagir simultaneamente óleos vegetais crus, ou in natura, comdiferentes óleos, conforme reivindicação 1 da UNIDADE MÓVEL DEPRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL, disponibilizaestocagem e alimentação em separado de duas fontes de óleos vegetais distintas,aos tanques de reação (T07 e T08).
6. Aumento da capacidade produtiva em meio remoto da UNIDADE MÓVEL DEPRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL caracterizado porincorporar um reservatório de água de processo (T20) que possa realimentar emanter o funcionamento do processo produtivo, conforme as reivindicações 1 e 2.
7. Conforme as reivindicações 1 e 2, caracterizado por estabelecer PROCESSOMÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL, projetado e organizado em umaestrutura móvel, sobre rodas, passível de ser conduzida por caminhão articulado.
8. PROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL sistematizado deacordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por possibilitar umprocessamento semi-contínuo ao processo em questão por disponibilizar arranjocom dois tanques reacionais (T07 e T08) e três tanques de separação (T09, TlOeTl 1) para que em processamentos mais complexos e demorados, a unidadepermaneça em funcionamento.
9. Redução da geração de resíduos, conforme reivindicações 1 e 2, o PROCESSOMÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL caracterizado por possibilitar arecuperação do álcool adicionado em excesso para execução da reação em T07e/ou T08, com a utilização de aquecimento, por meio de A03 e/ou A04 nostanques de fase separada Tl2 e/ou Tl3.
10. Economia de energia pelo aquecimento de água de processo, conforme arranjodescrito nas reivindicações 1 e 2, do PROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃODE BIODIESEL caracterizado por conexão direta por gravidade da caixa depassagem de água T14 e de aquecimento da mesma T15.
11. PROCESSO MÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL de acordo com asreivindicações 1 e 2, caracterizado por arranjo para reuso de co-produto comolíquido de arrefecimento no trocador de calor, proporcionando simultaneamentemenor consumo de água e um meio aquoso mais adequado para purificaçãofutura da glicerina.
12. Redução de espaço físico necessário para produção de biocombustívelconforme reivindicação 1, caracterizado por incorporar à UNIDADE MÓVELDE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVEL de um escritóriopara gerenciamento e controle da operação do processo.
13. Possibilidade de garantir a qualidade de produção e operação da UNIDADEMÓVEL DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL AUTO-SUSTENTÁVELcaracterizado pela incorporação de espaço físico, conforme a reivindicação 1,que comporte equipamentos de análise e medição de parâmetros físico-químicosdas diversas etapas envolvidas no processo de produção do biocombustível.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8491792B2 (en) 2010-01-15 2013-07-23 Board Of Regents, The University Of Texas System Non-dispersive process for insoluble oil recovery from aqueous slurries
US9782726B2 (en) 2010-01-15 2017-10-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Non-dispersive process for oil recovery
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US9688921B2 (en) 2013-02-26 2017-06-27 Board Of Regents, The University Of Texas System Oil quality using a microporous hollow fiber membrane
US9643127B2 (en) 2010-01-15 2017-05-09 Board Of Regents Of The University Of Texas System Simultaneous removal of oil and gases from liquid sources using a hollow fiber membrane
MX350472B (es) * 2010-01-15 2017-09-07 Univ Texas Proceso no dispersivo para la recuperacion de aceite insoluble a partir de suspensiones acuosas.
US9149772B2 (en) 2010-01-15 2015-10-06 Board Of Regents, The University Of Texas Systems Enhancing flux of a microporous hollow fiber membrane
DE102010050917A1 (de) 2010-11-11 2012-05-16 Emery Oleochemicals Gmbh Verfahren zur Herstellung von Carbonsäureestern während eines Transports
WO2013007394A2 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Enerdice Gmbh Mobile biodiesel production system
US8683930B2 (en) * 2011-10-20 2014-04-01 Bourgault Industries Ltd. Side mounted air seeder product container
CA2857133A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Revolution Fuels, Inc. Methods and systems for converting food waste oil into biodiesel fuel
CA2768717C (en) * 2011-12-20 2021-03-02 The Biofuel Partnership Limited A biodiesel manufacturing system and apparatus
BRPI1105959A2 (pt) * 2011-12-26 2013-10-29 Biominas Engenharia E Ind De En Ltda Usina portátil para simulação de processos industriais de produção de biodiesel por irradiação por ultrassom
CA2874775C (en) 2012-06-14 2016-09-13 Board Of Regents, The University Of Texas System Non-dispersive oil recovery from oil industry liquid sources
GB2509938B (en) * 2013-01-17 2014-12-03 Robert Graham Beardwell Biodiesel Processor
US9657234B1 (en) * 2014-01-31 2017-05-23 EcoChem Alternative Fuels LLP Mobile transport fuel refinery system and method, fuel refinery and dispensing system and method, and fuel composition
CA2904294C (en) 2014-11-04 2019-11-12 Cnh Industrial Canada, Ltd. Secondary seed tank for air cart system
CA2905336C (en) 2014-11-04 2020-01-14 Cnh Industrial Canada, Ltd. Auxiliary tank exhaust system for an agricultural product distribution system
WO2024048220A1 (ja) * 2022-08-31 2024-03-07 三菱化工機株式会社 燃料油混合システム及び燃料油混合方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979426B2 (en) * 2002-03-15 2005-12-27 Biodiesel Industries Biodiesel production unit
US20050006290A1 (en) * 2003-06-05 2005-01-13 Patten J. P. Mobile biodiesel refinery
US7112229B2 (en) * 2003-07-18 2006-09-26 Petroleo Brasileiro S.A. -Petrobras Process for producing biodiesel fuel using triglyceride-rich oleagineous seed directly in a transesterification reaction in the presence of an alkaline alkoxide catalyst
US20070240362A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Keady John P Devices and Methods for Automated Mobile BioDiesel Production
CN101134903A (zh) 2006-08-31 2008-03-05 金建民 移动式生物柴油生产基站
CN201125231Y (zh) 2007-09-21 2008-10-01 福建棱舒石油化工设备有限公司 移动式生物柴油生产设备

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