Biodiesel e diesel renovável: qual a diferença?

O diesel à base de biomassa há muito desempenha um papel importante em conformidade com os mandatos de Combustíveis Renováveis ​​(RFS) dos EUA (por exemplo, farmdoc daily, 19 de julho de 2017). Os dois principais tipos de combustíveis diesel baseados em biomassa usados ​​para cumprir os mandatos do RFS são "biodiesel" e "diesel renovável". Historicamente, a produção de biodiesel ultrapassou substancialmente a produção de diesel renovável. Isso começou a mudar nos últimos anos devido a um boom na construção de capacidade de produção de diesel renovável. O boom foi grande o suficiente para ter um impacto substancial no preço das gorduras e óleos, matérias-primas usadas para produzir diesel de biomassa. Este artigo é o primeiro de uma série que examinará o boom do diesel renovável e seu impacto na agricultura dos EUA.

Começamos a série hoje com uma discussão sobre as diferenças entre o biodiesel e os combustíveis diesel renováveis. Atualmente, os combustíveis diesel à base de biomassa são produzidos a partir de matérias-primas lipídicas orgânicas que contêm ácidos graxos livres, como óleos vegetais, gorduras animais ou graxa reciclada (AFDC, 2022a,b). Embora o biodiesel e o diesel renovável sejam categorizados como combustíveis diesel à base de biomassa e possam ser produzidos usando a mesma matéria-prima, eles são tipos distintos de combustíveis que diferem em várias características importantes.

O biodiesel, muitas vezes referido como FAME biodiesel ou simplesmente FAME, é produzido por um processo conhecido como transesterificação (FAME significa Fatty Acid Methyl Ester). A transesterificação converte gorduras e óleos orgânicos em ésteres alquílicos de ácidos graxos, fazendo-os reagir com álcoois e catalisadores (AFDC, 2022a). O metanol normalmente serve como reagente e cria ésteres metílicos de ácidos graxos. Durante o processo de transesterificação, 100 libras de óleo ou gordura vegetal reagem tipicamente com 10 libras de metanol para produzir cerca de 100 libras de biodiesel e 10 libras de glicerol. Equivalentemente, cerca de 7,5 libras de matéria-prima são necessárias para produzir um galão de biodiesel e 0,9 libras de glicerina (farmdoc diário, 15 de fevereiro de 2022). Existem vários usos para o glicerol bruto e refinado, normalmente chamado de glicerina, com um teor de glicerol de cerca de 80 por cento. O glicerol pode ser usado em ração animal ou em uma variedade de processos químicos.

Um esquema do processo de produção de biodiesel FAME é fornecido na Figura 1. O esquema representa o que é conhecido como um processo de produção "contínuo". Os processos em lote também são usados ​​em usinas de biodiesel menores e mais antigas. As etapas do processo de produção são semelhantes para ambos os tipos de processos, exceto que a fase do reator é muito mais longa no processo em batelada.

Conforme mostrado na Figura 1, a matéria-prima é primeiro pré-tratada para remover as impurezas. A matéria-prima tratada é então pré-aquecida a cerca de 130 graus Fahrenheit. Enquanto a matéria-prima é pré-aquecida, sua qualidade é testada quanto ao teor de ácidos graxos livres. Mantendo a temperatura estável, a matéria-prima é carregada no reator junto com metanol e catalisadores básicos e, raramente nos EUA, enzimas. A mistura é então agitada até que a reação química esteja completa, geralmente em menos de uma hora. Após a conclusão da reação, a mistura de reação é deixada em repouso por várias horas. Durante esse tempo, a glicerina e o biodiesel são separados, sendo que a glicerina se deposita no fundo do reator e o biodiesel no topo devido à diferença de densidade. Quando o tempo de sedimentação passa, o glicerol é separado dos ésteres metílicos por drenagem do fundo do reator. A glicerina é purificada removendo o excesso de metanol e, em seguida, armazenada em um tanque. Os ésteres metílicos são transferidos para um tanque diferente, onde são lavados com água várias vezes até que a água saia limpa. A lavagem remove qualquer resíduo de catalisador, sabão, sal, metanol e glicerina restante dos ésteres metílicos. Após a lavagem, os ésteres metílicos passam por um extenso processo de secagem até que a umidade restante seja completamente removida. Por fim, o biodiesel de éster metílico de ácido graxo (FAME) é armazenado em tanques prontos para consumo.