BR102022008266A2 - Método e sistema de produção de biocombustíveis - Google Patents
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Abstract
método e sistema de produção de biocombustíveis. a presente invenção aplica-se ao campo da química, especificamente na produção de biocombustível. um método e sistema de produção de biocombustíveis são propostos seguindo o conceito de reator de rota intermediária. o sistema da presente invenção é composto basicamente por elementos de injeção (1), câmara de bioprocesso (4) e colunas de separação de fases (6,7).
Description
[001]. A presente invenção aplica-se ao campo da química, especificamente na produção de biocombustível. Um método e sistema de produção de biocombustíveis são propostos seguindo o conceito de reator de rota intermediária.
[002]. Biocombustível é todo combustível derivado de fonte orgânica e não fóssil, como por exemplo, o álcool etanol, a biomassa ou o biodiesel (Caroline, 2015).
[003]. A produção de biocombustíveis ocorre através de microrganismos e reações provenientes da decomposição de matéria orgânica, ou seja, são combustíveis de origem biológica não fóssil (CBIE).
[004]. Os sistemas de produção de biocombustíveis são exclusivos, quando se trata de produto final, ou seja, as usinas produzem biodiesel ou bioquerosene.
[005]. A grande maioria das usinas fazem uso do método de transesterificação, que consome alto índice de metanol de origem fóssil. Sendo que, o metanol é altamente toxico e poluente. Além disso, usam catalizadores tipo metilatos e hidróxidos, ou craqueamento que proporciona altas perdas no processo, devido à alta temperatura.
[006]. Alguns documentos revelam soluções aplicado a este campo, como o BR 11 2018 011176 7, que se refere a um biocombustível, particularmente um biocombustível sólido avançado, composto por resíduos de borra de café.
[007]. Outro documento é o BR 11 2018 068251 9, descrevendo um processo para a produção de um biocombustível a partir de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAMEs) obtidos por meio de transesterificação de óleos vegetais que compreende as etapas de: (a) etenólise dos ésteres metílicos de ácidos graxos na presença de etileno e um catalisador de etenólise e (b) metátese por isomerização na presença de um catalisador de isomerização e um catalisador de metátese.
[008]. Uma composição e processo de obtenção de biocombustível à base de limoneno são ensinados no BR 10 2014 029712 0.
[009]. Entretanto, o estado da técnica ainda falha em alguns aspectos de grande importância, como a melhorar da eficiência do processo, ou sobre meios de dispensar alguns insumos utilizados.
[0010]. O objetivo da presente invenção é proporcionar um método e um sistema de produção de biocombustíveis altamente eficiente.
[0011]. A presente invenção também tem por objetivo proporcionar equipamentos que compõem o sistema de produção.
[0012]. A presente invenção é detalhadamente ilustrada com base nas respectivas figuras: A figura 1 ilustra esquematicamente o sistema de produção da presente invenção.
[0013]. A presente invenção buscar a eficiência de processos, diminuindo em 50% o uso de insumos, em uma rota etílica, dispensando o uso de metanol, usando apena etanol na presença de um catalizador aliado a um triglicerídeo, em um sistema composto de elementos de pressurização, de componentes químicos e triglicerídeos transportados a uma câmara de bioprocesso, na proporção determinada, onde acontece a quebra da cadeia original, que de forma bagunçada, via tubos são direcionados aos bicos injetores de alta pressão, que por sua vez, criam nebulização na coluna de separação de fases, onde combina exatamente as moléculas no formato idêntico a um combustível fóssil, tipo diesel ou querosene.
[0014]. Conforme ilustra a figura 1, o sistema da presente invenção é composto basicamente por elementos de injeção (1), câmara de bioprocesso (4) e colunas de separação de fases (6,7).
[0015]. Linhas de fornecimentos (11, 12, 13) de etanol, triglicerídeo e catalizador são conectadas aos elementos de injeção (1). Sendo que, os elementos de injeção (1) são do tipo pistão, acionado por uma árvore de manivela (não ilustrada), ligada a um motor (2) fornecedor de energia, e a um manômetro (3) para visualizar a pressão no interior do elemento (1).
[0016]. O catalizador pode ser metilato de sódio, Hidróxido de sódio ou Hidróxido de potássio. O triglicerídeo pode ser óleo de soja.
[0017]. Os ditos elementos de injeção (1) pressurizam os componentes na câmara de bioprocesso (4) a pelo menos a 800 libras (5,52Mpa) em uma temperatura abaixo do craqueamento.
[0018]. A câmara de bioprocesso é dotada ainda de um termômetro (41).
[0019]. A mistura pressurizada enviada à câmara de bioprocesso (4), numa proporção específica tem sua cadeira original quebrada. Com a quebra da cadeira original dos componentes, de forma bagunçada, tubos direcionam a mistura até bicos injetores (5) de alta pressão, que criam nebulização no interior da coluna de separação de fases (6). Na coluna de separação (7), a mistura é direcionada a recipientes externos (8,9,10), obtendo biodiesel no recipiente (8), bioquerosene no (9) e biogasolina no (10).
[0020]. Deste modo, o método consiste em: A. fornecer etanol, triglicerídeo e catalizador para um elemento de injeção; B. enviar e pressurizar os componentes numa câmara a 800 libras (5,52Mpa) em uma temperatura abaixo do craqueamento; C. quebrar a cadeira da mistura pressurizada; D. direcionar a mistura pressurizada através de bicos injetores; E. nebulizar a mistura em duas colunas de separação; F. separar as fases da mistura em biocombustíveis em três recipientes; G. obter biodiesel, bioquerosene e biogasolina.
[0021]. Portanto, como descrito, a presente invenção é superior ao estado da técnica e fornece um método e sistema de produção de biocombustíveis numa mesma operação. Além disso, variações seguindo o mesmo conceito inventivo podem ser aplicados ao processo e método para obtenção de biodiesel, bioquerosene e biogasolina.
Claims (8)
1) SISTEMA DE PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS caracterizado pelo fato de compreender elementos de injeção (1), câmara de bioprocesso (4) e colunas de separação de fases (6,7).
2) SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das linhas de fornecimentos (11, 12, 13) de etanol, triglicerídeo e catalizador serem conectada aos elementos de injeção (1); em que, os elementos de injeção (1) são do tipo pistão, acionado por uma árvore de manivela (não ilustrada), ligada a um motor (2) fornecedor de energia, e a um manómetro (3).
3) SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalizador pode ser metilato de sódio, Hidróxido de sódio ou Hidróxido de potássio; e o triglicerídeo pode ser óleo de soja.
4) SISTEMA de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que os ditos elementos de injeção (1) pressurizam os componentes na câmara de bioprocesso (4) a pelo menos a 800 libras (5,52Mpa) em uma temperatura abaixo do craqueamento.
5) SISTEMA de acordo com as reivindicações 1 e 4, caracterizado pelo fato de que a câmara de bioprocesso ser dotada de um termômetro (41).
6) SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura pressurizada enviada à câmara de bioprocesso (4), numa proporção específica tem sua cadeira original quebrada; sendo que, com a quebra da cadeira original dos componentes, de forma bagunçada, tubos direcionam a mistura até bicos injetores (5) de alta pressão, que criam nebulização no interior da coluna de separação de fases (6).
7) SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na coluna de separação (7) a mistura é direcionada a recipientes externos (8,9,10), obtendo biodiesel no recipiente (8), bioquerosene no (9) e biogasolina no (10).
8) MÉTODO DE PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS caracterizado pelo fato de que segue as etapas: A. fornecer etanol, triglicerídeo e catalizador para um elemento de injeção; B. enviar e pressurizar os componentes numa câmara a 800 libras (5,52Mpa) em uma temperatura abaixo do craqueamento; C. quebrar a cadeira da mistura pressurizada; D. direcionar a mistura pressurizada através de bicos injetores; E. nebulizar a mistura em duas colunas de separação; F. separar as fases da mistura em biocombustíveis em três recipientes; G. obter biodiesel, bioquerosene e biogasolina.
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