RESUMO
Debido a que el futuro del petróleo es incierto, en la búsqueda de los combustibles alternativos se ha encontrado que el alcohol es un fuerte candidato como combustible; los alcoholes inferiores más representativos son el metanol y el etanol, los cuales han demostrado en general baja miscibilidad, por lo que pueden generar una separación de fases al ser mezclados después de un cierto tiempo. La única manera de emplearlos en un motor diésel es mezclándolos con biodiésel o con surfactantes. Por el contrario, los alcoholes superiores tienen características más adecuadas para ser mezclados o empleados en el motor diésel. Por su parte, los éteres son una buena opción cuando se trate de combustión piloto en que se considere emplear combustibles gaseosos como el biogás o el syngas en motor diésel dual. En esta investigación se exploran las alternativas que existen para mejorar las características del alcohol, por ejemplo, mezclarlo con biodiésel, biogás, agua o nanopartículas, y también se analizan las emisiones que se producen con las mezclas generadas. El objetivo es indagar las diferencias entre los alcoholes inferiores y los alcoholes superiores de cadena larga, así como las mezclas que se pueden generar para mejorar el rendimiento del motor. Los resultados afirman que los alcoholes de cadena larga tienen mejores propiedades físico-químicas que los alcoholes de cadena corta; el butanol es el único combustible que puede ser transportado y almacenado en las mismas redes de tuberías actuales de los productos petroleros existentes. También se cuenta con la opción de usar el alcohol como combustible piloto en un motor diésel dual; esto puede servir para aplicar una enorme variedad de combustibles tanto líquidos como gaseosos, lo cual hace que las opciones en su aplicación se incrementen. Como conclusión, se recomienda explorar nuevas mezclas analizando sus sinergias con varios combustibles alternativos. La posibilidad de realizar el diesterol-BED genera resultados muy alentadores, por lo que se recomienda seguir haciendo análisis sobre esa línea para encontrar la mezcla óptima.
As the future of oil is uncertain and in the search for alternative fuels, it has been found that alcohol is a strong candidate as a fuel. The most representative lower alcohols are methanol and ethanol, which have generally demonstrated low miscibility so that they can generate phase separation when mixed after a certain period of time. The only way to use them in a diesel engine is to mix them with biodiesel or surfactants. By contrast, higher alcohols have more suitable characteristics to be mixed or used in the diesel engine. In the case of ethers they are a good option when it comes to pilot combustion considering using gaseous fuels such as biogas or syngas in dual diesel engine. This research explores the alternatives that exist to improve the characteristics of alcohol as it can be mixed with biodiesel, biogas, water or nanoparticles and also analyzes the emissions that are generated with the mixtures. The aim of this research is to explore the differences between lower alcohols and long chain upper alcohols, as well as the mixtures that can be generated to improve engine performance. The results of this research claim that long-chain alcohols have better physico-chemical properties than short-chain alcohols, butanol being the only fuel that can be transported and stored in the same current pipeline networks of existing oil products. There is also the option to use alcohol as a pilot fuel in a dual diesel engine. The latter can be used to apply a huge variety of both liquid and gaseous fuels, this makes the options in its application increase. As a conclusion of this work, it is recommended to explore new mixtures analyzing their synergies with various alternative fuels. The possibility of performing diesterol-BED generates very encouraging results, therefore it is recommended to continue to perform analyses on that line to find the optimal mixture.
Na busca por combustíveis alternativos porque o futuro do petróleo é incerto, verificou-se que o álcool é um forte candidato como combustível, onde os álcoois inferiores mais representativos são o metanol e o etanol, que, em geral, demonstraram baixa miscibilidade, de modo que podem gerar separação de fase quando misturadas após um determinado período de tempo, a única forma de as utilizar num motor diesel é misturá-las com biodiesel ou tensioactivos, pelo contrário, os álcoois superiores têm características mais adequadas para serem misturados ou utilizados no motor diesel, no caso dos éteres, são uma boa opção quando se trata de combustão piloto, considerando a utilização de combustíveis gasosos, como biogás ou gás de síntese em motores a diesel duplos, esta pesquisa explora as várias alternativas que existem para melhorar as características do álcool, pois pode ser misturado com biodiesel, biogás, água ou nanopartículas e também analisa as emissões que são geradas com as misturas geradas, O objetivo desta pesquisa é explorar as diferenças entre álcoois inferiores e álcoois superiores de cadeia longa, bem como as misturas que podem ser geradas para melhorar o desempenho do motor. Os resultados desta pesquisa afirmam que os álcoois de cadeia longa têm melhores propriedades físico-químicas do que os álcoois de cadeia curta, sendo o butanol o único combustível que pode ser transportado e armazenado nas mesmas redes de gasodutos atuais que os produtos petrolíferos existentes, há também a opção de usar álcool como combustível piloto em um motor diesel duplo, Este último pode ser usado para aplicar uma enorme variedade de combustíveis líquidos e gasosos, o que aumenta as opções em sua aplicação. Como conclusão deste trabalho recomenda-se explorar novas misturas analisando suas sinergias com vários combustíveis alternativos, a possibilidade de realizar diesterol-BED gera resultados muito encorajadores, portanto, recomenda-se continuar a realizar análises nessa linha para encontrar a mistura ideal.
RESUMO
Abstract The agricultural economic policy of Cuba pretends to triplicate the crops of coffee and cocoa by 2021, a measure which will bring about both an increase in biomass waste and the need to find a proper method for its disposal. Slow pyrolysis process can transform lignocellulosic waste into added value products as biochar, bio-oil and gas. The present research evaluated the yield and the theoretical potential energy of co-products (bio-char, bio-oil, and gas) from coffee and cocoa seed husks using the pyrolysis process as a source of friendly and renewable energy. Results indicated that coffee husks are more suitable for the production of gas with a yield of 40.4%, while cocoa seed husks are better suited for the production of bio-oil, with a yield of 37.4%. For 2021 the theoretical energy potential estimated is 8291 MWh, equivalent to 716000 kg for the coffee husks, and 1384 MWh equivalent to 121000 kg for the cocoa seed husks. The bio-char characterization indicated high contents of carbon, calcium, potassium, nitrogen, and oxygen, which makes it a suitable candidate for being used as a soil amendment. The conversion of coffee and cocoa seed husks into added value products through slow pyrolysis process will help clean the environment, decrease the greenhouse effect, and will aid farmers in the rural populations by providing them with an additional source of income.
Resumen La política económica agrícola de Cuba pretende triplicar los cultivos de café y cacao para el año 2021, lo cual implica un aumento de residuos de biomasa y la necesidad de encontrar un uso adecuado para su eliminación. El proceso de pirólisis lenta permite convertir los residuos lignocelulósicos en productos de valor agregado como bio-carbón, bio-combustible y gas. En este trabajo se evaluó el rendimiento y el potencial energético teórico de estos co-productos como fuente de energía renovable. Las cascaras de café son más adecuadas para la producción de gas con un rendimiento del 40,4%, mientras que las de semilla de cacao para bio-combustible, con un rendimiento del 37,4%. Para el 2021, el potencial energético teórico estimado es de 8291 MWh, equivalente a 716000 kg para las cascaras de café; y de 1384 MWh equivalente a 121000 kg para las semillas de cacao. La caracterización del bio-carbón indicó altos contenidos de carbono, calcio, potasio, nitrógeno y oxígeno, lo que los convierte en un candidato adecuado para su uso como fertilizante del suelo. La conversión de estas biomasas en productos de valor agregado a través del proceso de pirólisis lenta contribuirá a mantener un ambiente limpio, reducir el efecto invernadero y ayudará a generar un ingreso adicional a los agricultores de las poblaciones rurales.
Resumo A política económica agrícola de Cuba visa triplicar as safras de café e cacau até 2021, o que significa um aumento nos resíduos de biomassa e a necessidade de encontrar usos adequados para sua eliminação. O processo de pirólise lenta permite converter lixo lignocelulósico em produtos de alto valor agregado, como bio-carvão, biocombustível e gás. No presente trabalho, avaliou-se o desempenho e o potencial energético teórico de co-produtos (bio-carvão, biocombustível e gás) do processo de pirólise lenta de casca de café e de cascas de sementes de cacau como fonte de energia renovável. As cascas de café são mais adequadas para a produção de gás com rendimento de 40,4%, enquanto que as cascas de sementes de cacau para biocombustível, com rendimento de 37,4%. Até 2021, o potencial energético teórico calculado é de 8291 MWh equivalente a 716000 kg para cascas de café e 1384 MWh equivalente a 121000 kg para cascas de sementes de cacau. A caracterização de bio-carvão indicou altos teores de carbono, cálcio, potássio, nitrogénio e compostos oxigenados, o que os torna candidatos ideais para uso como fertilizantes do solo. A conversão da casca do café e a casca das sementes de cacau em produtos de maior valor agregado, através do processo de pirólise lenta, ajudará a manter o um ambiente limpo, reduzirá o efeito estufa e contribuirá com renda adicional para os agricultores das populações rurais.
RESUMO
Glicerina é um líquido adocicado, higroscópico, inodoro, viscoso, energético, contendo variáveis níveis de glicerol, sendo utilizado como nutriente glicogênico ou lipogênico, dependendo da condição energética do animal. O glicerol ou 1,2,3-propanotriol é pertencente a função álcool, com três hidroxilas, de fórmula molecular C3H8O3. Em suínos, altos níveis de inclusão de glicerina podem proporcionar baixo conteúdo energético, pois o sistema enzimático da glicerol quinase torna-se saturado na conversão do glicerol para glicerol-3-fosfato, sendo o excesso excretado pela urina. A matéria-prima é um dos fatores que mais influenciam na composição da glicerina, podendo ser produzida a partir de óleo de soja, sebo bovino, gordura amarela e gordura de aves. Os componentes com maior participação na composição são glicerol, água e lipídios, contudo as limitações de seu uso na alimentação animal estão ligadas aos níveis residuais de sódio, potássio, metanol e umidade. Os níveis de glicerina bruta mais indicados para a viabilidade técnica e econômica estão em torno de 10%, sendo que acima de 15% compromete o desempenho e a viabilidade econômica. Por possuir características favoráveis e teores de energia em torno de 3.579 kcal/kg de energia metabolizável, a glicerina pode ser utilizada como ingrediente energético em rações para suínos.
Glycerin is a sweet, hygroscopic, odorless, viscous, energetic liquid containing variable glycerol levels being used as glycogen or lipogenic nutrient, depending on the energy condition of the animal. Glycerol, or 1,2,3-propanetriol, belongs to the alcohol group, with three hydroxyls, and the molecular formula of C3H8O3. In pigs, the inclusion of high levels of glycerin can provide low energy content, since the enzyme system in glycerol kinase becomes saturated in the conversion of glycerol to glycerol-3-phosphate, with the excess being excreted in the urine. The feedstock is one of the factors that most influence the composition of glycerin, which may be produced from soybean oil, beef tallow, yellow grease, and poultry fat. The components with the highest involvement in the composition are glycerol, water and lipids, however, the limitations of use in animal feed are connected to residual levels of sodium, potassium, methanol and humidity. Crude glycerin levels better suited to the technical and economic viability are at approximately 10%, while compromising the performance and economic viability if above 15%. Since it has favorable characteristics and energy levels around 3.579 kcal/kg of metabolizable energy, glycerin can be used as an energy ingredient in pig feed.
La glicerina es un líquido dulce, higroscópico, inodoro, viscoso, energético, que contiene niveles de glycerol variables, que se utililiza como nutriente glicogénico o lipogénico, dependiendo de la condición de energía del animal. El glicerol o 1, 2, 3 propanotriol, es perteneciente a función alcohol, con tres hidroxilas, de formula molecular C3H8O3. En cerdos, los altos niveles de inclusión de glicerina pueden proporcionar un bajo contenido energético, pues el sistema enzimático de glicerol quinase se hace saturado en la conversión de glicerol en glicerol-3-fosfato, siendo el exceso excretado por la orina. La materia prima es uno de los factores que más influyen en la composición de la glicerina, pudiendo ser producida a partir del aceite de soja, sebo de ganado, grasa amarilla y grasa de aves. Los componentes con mayor participación en la composición son glicerol, agua y lepidios, sin embargo, las limitaciones de su uso en la alimentación animal están conectadas a niveles residuales de sodio, potasio, metanol y humedad. Los niveles de glicerina cruda más adecuados para la viabilidad técnica y económica están alrededor de 10%, siendo que más de 15% compromete el rendimiento y la viabilidad económica. Por tener características favorables y niveles de energía alrededor de 3579 kcal/kg de energía metabolizable, la glicerina puede ser utilizada como ingrediente de energía en alimentación de cerdos.
Assuntos
Animais , Glicerol/análise , Glicerol/classificação , Suínos/metabolismo , Ração Animal/análise , Biocombustíveis/estatística & dados numéricosRESUMO
O biodiesel de sebo bovino é considerado uma alternativa de baixo custo e de grande disponibilidade por ser resíduo da produção agropecuária brasileira, que é uma das maiores do mundo. Raros são os trabalhos que mostram a utilização do biodiesel de sebo bovino em motores diesel. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da mistura de biodiesel bovino na proporção de 5 por cento ao óleo diesel comercial no desempenho do motor, possíveis consequências internas no motor e nas características do óleo lubrificante após o uso prolongado em motor diesel. Foram realizados ensaios em bancada dinamométrica utilizando um trator agrícola. O desempenho do motor foi determinado através da tomada de potência (TDP). O motor foi operado por 600h durante as quais foi determinada a potência, o consumo de combustível e analisadas as amostras de óleo lubrificante a cada 100h. Ao final do ensaio, o motor foi aberto e inspecionado. A análise do óleo lubrificante mostrou nível de contaminação crítico a partir das 400h, mas a inspeção visual do motor não detectou nenhum desgaste interno. O motor funcionou normalmente, embora tenha ocorrido tendência de redução na potência e aumento de consumo de combustível ao longo das 600h.
Biodiesel from beef tallow has been considered a low-cost and high availability alternative due to be residue from the Brazilian livestock production, one of the world's largest. Papers that show the use of biodiesel from beef tallow in diesel engine are rare. The aim of this study was to investigate the effect of blend of biodiesel from beef tallow (B5) in commercial diesel oil on engine performance, analyzing possible internal consequences and characteristics of lubricating oil after the prolonged use in a diesel engine. Engine performance was evaluated through tractor power take off (PTO) tests. The engine was operated for 600 hours. Power and fuel consumption were measured. Samples of lubricating oil were analyzed by the end of each 100 partial hours. At the end of the test the engine was opened and visually inspected. Analysis of engine lubricating oil has showed critical level of contamination after 400 hours but the visual inspection of engine did not detect any internal wear. The engine performance was satisfactory although there was tendency of reduction in power and increase on fuel consumption along the 600 hours.
RESUMO
Hoy, el mundo busca diferentes alternativas para lograr resolver las crecientes dificultades que plantean sudesarrollo, la alimentación de su población y en particular la alimentación de los países en vía de desarrollo. Deigual manera la creciente demanda energética vaticina a corto y mediano plazo el agotamiento de las reservasde hidrocarburos y complementariamente un notorio deterioro de los recursos naturales, en especial el agua, que está siendo contaminada y el suelo, erosionado. Con el objetivo de prevenir cambios irreversibles y reducirel impacto de los gases invernadero sobre el clima del planeta, muchos países han decidido apostar a estrategias de diversificación de la producción de energía, utilizando fuentes renovables. La sustitución de combustibles derivados del petróleo por biocombustibles, permite una reducción en las emisiones de CO2, generada porfuentes móviles, lo cual indica que los biocombustibles pueden significar una opción, no sin interrogantes.La nueva industria agroenergética, a diferencia de la industria petrolera, implica una cadena productiva queimpacta en forma más directa a los diferentes sectores de la economía, especialmente en lo referente a lageneración de empleo, desarrollo agrícola y agroindustrial. La adición de los biocombustibles en las mezclas,mitiga parcialmente las necesidades de importación de hidrocarburos, lo que sustenta la política nacional debiocombustibles frente a la balanza comercial energética y, en algún grado define parámetros de seguridad anivel de oferta. Valorar ese escenario de procesos de sustitución de la actual matriz energética por alternativasderivadas de productos vegetales es el propósito de este documento.
Today, the world is looking for different alternatives in order to solve the increasing difficulties that face itsdevelopment, the feeding of its population and, in particular the feeding of developing nations. At the same time,the growing energy demand foreshadows the exhaustion of hydrocarbon reserves in the short and medium term and likewise a significant deterioration of natural resources, especially the contamination of water and the erosion of soil. In order to prevent irreversible changes and reduce the impact of greenhouse gases on the planet´s climate,many countries have chosen to gamble on different strategies for the diversification of energy production utilizing renewable energy sources. The replacement of petroleum derived fuel with biofuels provides a reduction in CO2 emissions generated by vehicles. This appears to indicate that the biofuels could potentially be an option, but one not without questions. The new agro-energy industry, unlike that of the oil industry, involves a production chain that impacts more directly the different sectors of the economy, especially the generation of employment, agriculturaldevelopment and the agro-industry. The addition of biofuels to fuel mixtures can partially mitigate the need for theimportation of hydrocarbons, which furthers the national biofuel policy versus energy trade balance, and to a certain extent defines the parameters for security at the supply level. The goal of this paper is to assess the possible scenario of replacement of the current energy matrix with vegetable derived alternative products.
O mundo busca hoje diferentes alternativas para enfrentar as crescentes dificuldades que o seu desenvolvimento representa, os quais a alimentação de sua população e em particular a alimentação das nações em desenvolvimento. Da mesma forma, a crescente demanda por energia antecipa o esgotamento das reservas de hidrocarbonetos no curto e médio prazo e também uma significativa deterioração dos recursos naturais, especialmente a contaminação da água e a erosão do solo. A fim de se evitar alterações irreversíveis e reduzir o impacto de gases de efeito estufa sobre o clima do planeta, muitos países optaram por apostar em estratégias diferentes para a diversificação da produção de energia utilizando fontes de energia renováveis. A substituição de combustíveis derivados de petróleo por biocombustíveis proporciona uma redução nas emissões de CO2 geradas pelos veículos o que indica que os biocombustíveis podem ser uma opção, mas não sem inquires. A nova indústria agro energética, ao contrário da indústria petrolífera, envolve uma cadeia de produção que impacta mais diretamente nos diferentes setores da economia, especialmente no que se refere à geração de emprego, o desenvolvimento agrícola e agroindustrial. A adição de biocombustíveis em misturas de combustíveís atenua parcialmente anecessidade da importação de hidrocarbonetos, o que apóia a política nacional de biocombustíveis frente àbalança comercial energética, e em certo grau define os parâmetros de segurança dos níveis de abastecimento.O objetivo deste trabalho é avaliar o possível cenário de substituição da matriz energética atual com vegetaisprovenientes produtos alternativos.