Diesel fuel price is rapidly increasing burdening the agricultural production costs. Additionally, diesel is contributing to a significant amount of life cycle greenhouse gases emissions. Strategically, using agricultural feedstock, such as soybean oil, will reduce fossil fuel price volatility and carbon footprint from agriculture. Although cheaper than biodiesel, use of pure soybean oil has shown to damage a regular diesel engine because of its high viscosity. In this work, a novel technology was developed and tested to overcome this problem by fueling a direct injection Diesel engine with refined soybean oil (edible oil) heated by engine coolant and exhaust gases. Thermal efficiency, air/fuel ratio, fuel injection timing, exhaust temperature and exhaust emissions were evaluated. The major finding of this study was to identify the feasibility of running a modified engine properly with heated soybean oil. The results showed that soybean oil use reduces emissions of nitrogen oxides, but contributes both to lower thermal efficiency and higher emissions of other products such as carbon monoxide and particulate matter compared to fossil diesel. Despite these negative results, solutions to reduce pollutant emissions are feasible.
ResumoUma mini-usina para transformação de óleos vegetais em biocombustível, em pequena escala, foi desenvolvida pela Universidade de Brasília (UnB) em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). A rota química utilizada foi a pirólise que, quando comparada à transesterificação, apresentava vantagem de não utilizar álcool como reagente e hidróxido de sódio ou de potássio como catalisador. A matéria-prima utilizada em todos os ensaios foi o óleo de soja refinado. O objetivo foi descrever e avaliar a instalação e o funcionamento da mini-usina de craqueamento, bem como elencar as precauções e medidas de segurança para sua operação e manutenção. A mini-usina sofreu alterações físicas e alguns de seus componentes foram otimizados. O sistema de aquecimento foi alterado, desenvolveu-se um novo sistema de vedação para a torre de destilação, um pré-aquecedor do óleo vegetal foi adicionado ao processo e foram encontradas soluções para evitar a emissão de substâncias voláteis ao ambiente. Para conferir segurança à operação e manutenção da mini-usina, equipamentos de proteção individual (EPIs) foram listados bem como métodos seguros de operação foram identificados e implementados. A mini-usina encontra-se em processo de aperfeiçoamento constante e, a cada nova modificação, as amostras de biocombustível coletadas têm apresentado melhorias e o processo de operação da mini-usina tem sido otimizado. A viscosidade do biocombustível produzido ainda se encontra acima das especificações da Agência Nacional de Petróleo (ANP) -embora muito próximo -e novas mudanças estão sendo incorporadas para solucionar esta não conformidade. Palavras-chave: Energia renovável, biocombustível, pirólise, óleo de soja
AbstractA mini plant for transforming vegetable oils into biofuel, on a small scale, was developed by the Universidade de Brasília (UnB), associated to the Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). The technological route used was pyrolysis, that compared to the transesterification process, presented advantages of not required alcohol as reagent or sodium or potassium hydroxide as catalyst. The feedstock used for all tests was refined soybean oil. The main objective was to describe and to evaluate the mini plant instalation and operation, as well as the precautions and safety steps for its operation and maintenance. The mini plant underwent several physical changes and some aspects were optimized. The source for the heat system was changed, a new sealing system was developed to control
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