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  LIVROS TÉCNICOS >>> Agronomia
 
BIOCOMBUSTÍVEIS - 2 VOLUMES
 
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Descrição
Os livros “Biocombustíveis”, elaborados por um coletivo internacional de 36 autores, engloba quatro temas principais, que são formados por 16 capítulos, em um total de quase 1100 páginas. Os temas são: Fundamentos, Processos de Conversão, Aplicações e Assuntos Correlatos (tratamento de resíduos, cogeração, gestão de projetos de biocombustíveis, impactos ambientais e tendências futuras).

O Capítulo 1 é dedicado à introdução dos fundamentos, evolução da produção, problemas socioambientais da produção dos biocombustíveis, tais como, a relação biocombustíveis/meio ambiente/segurança alimentar.

Os Capítulos 2 a 8 são dedicados aos principais processos de conversão pelas rotas bioquímicas e termoquímicas (combustão, fermentação e gaseificação), incluindo os processos de produção de biodiesel, biogás, etanol convencional, etanol lignocelulósico e combustíveis líquidos obtidos por meio da rota BTL (Biomass-to-Liquid).

A utilização dos biocombustíveis em motores alternativos, turbinas a gás e células a combustível é o objeto principal dos Capítulos 9,10 e 11, que são dedicados às aplicações.

Finalmente, os últimos Capítulos, 12 ao 16, que abordam temas correlatos, não por isso menos importantes, tais como o tratamento dos resíduos da produção de biocombustíveis (vinhaça e glicerina), a cogeração a partir dos coprodutos, o planejamento e gestão de projetos de biocombustíveis, as ferramentas para a avaliação da sustentabilidade e dos impactos ambientais e as tecnologias e tendências futuras. Este último capítulo tenta esclarecer sobre as tendências na estruturação de biorefinarias, bem como analisar as perspectivas do biodiesel de algas e das células a combustível microbianas.

VOLUME 1

Apresentação – IX
Prefácio – XI

Capítulo 1 - BIOCOMBUSTÍVEIS, MEIO AMBIENTE, TECNOLOGIA E SEGURANÇA ALIMENTAR – 1
1.1 INTRODUÇÃO – 2
1.2 FATORES QUE INFLUENCIAM NA PRODUÇÃO E NA UTILIZAÇÃO DOS BIOCOMBUSTÍVEIS NO MUNDO – 2
1.2.1 Estado atual das reservas de petróleo no mundo – 2
1.2.2 Mudanças climáticas – 4
1.3 BIOCOMBUSTÍVEIS – 5
1.3.1 Matérias-primas para a obtenção do bioetanol – 6
1.3.2 Matérias-primas para a obtenção do biodiesel – 6
1.4 ESTADO-DA-ARTE E PROGNÓSTICOS DA UTILIZAÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS NO MUNDO – 7
1.4.1 Superfície agricultável necessária para os biocombustíveis – 10
1.4.2 Produção de etanol a partir da cana-de-açúcar no Brasil – 13
1.4.3 Tecnologias para a obtenção de biocombustíveis – 16
1.4.4 Custos de produção dos biocombustíveis – 19
1.5 BIOCOMBUSTÍVEIS E O MEIO AMBIENTE – 25
1.5.1 Biocombustíveis e sequestro de carbono – 31
1.6 BIOCOMBUSTÍVEIS E SEGURANÇA ALIMENTAR – 36
CONSIDERAÇÕES FINAIS – 40
REFERÊNCIAS – 42

Capítulo 2 - BIOMASSA IN NATURA: COMBUSTÃO E ACIONADORES PRIMÁRIOS – 47
2.1 INTRODUÇÃO – 48
2.2 BIOMASSA; POTENCIAL E CARACTERÍSTICAS – 48
2.2.1 Características físico-químicas da biomassa – 54
2.2.2 Poder calorífico – 59
2.2.3 Constituintes da biomassa vegetal – 60
2.2.4 O bagaço e a palha de cana-de-açúcar – 65
2.2.5 Análise granulométrica – 66
2.3 COMBUSTÃO DA BIOMASSA – 69
2.3.1 Combustão estequiométrica ou teórica – 75
2.3.2 Combustão real – 75
2.4 FORNALHAS E CALDEIRAS – 78
2.4.1 Classificação das fornalhas – 80
2.5 ASPECTOS E APLICAÇÕES DA QUEIMA DE BIOMASSA EM PEQUENA ESCALA – 81
2.5.1 Fornalhas com queima acima da grelha – 85
2.5.2 Fornalhas de queima invertida – 85
2.6 TECNOLOGIAS DE COMBUSTÃO PARA CALDEIRAS INDUSTRIAIS – 86
2.6.1 Fornalhas para queima em leito fixo – 87
2.6.2 Combustão em leito fluidizado – 93
2.6.3 Seleção do tipo de fornalha a utilizar em uma determinada aplicação – 97
2.7 CALDEIRAS – 99
2.7.1 Eficiência das caldeiras – 103
2.8 MODELAGEM DA COMBUSTÃO – 106
2.9 ACIONADORES PRIMÁRIOS: TURBINAS A VAPOR – 111
2.9.1 Central Térmica de Lages (UCLA) – 112
2.9.2 Central Térmica de Piratini – 113
2.9.3 Central Térmica de Kokkolan na Finlândia – 114
2.10 ACIONADORES PRIMÁRIOS: TURBINA COM FLUIDO ORGÂNICO – 115
2.11 ACIONADORES PRIMÁRIOS: MICROTURBINAS A GÁS – 124
2.12 ACIONADORES PRIMÁRIOS: MOTORES A VAPOR – 131
2.12.1 Motores a vapor de pistão – 131
2.12.2 Motores a vapor de rosca – 135
2.13 ACIONADORES PRIMÁRIOS: MOTORES STIRLING – 137
2.13.1 Estado-da-arte dos motores Stirling operando com biomassa – 139
2.14 MICROGERAÇÃO COM GERADORES TERMELÉTRICOS – 157
2.15 COMPARAÇÃO DAS DIFERENTES TECNOLOGIAS – 161
2.16 REFERÊNCIAS – 166

Capítulo 3 - BIOCOMBUSTÍVEIS DE PRIMEIRA GERAÇÃO: BIODIESEL
3.1 INTRODUÇÃO – 174
3.1.1 Situação energética mundial – 174
3.1.2 Importância e histórico do uso do diesel no Brasil – 174
3.2 DEFINIÇÕES E CONCEITOS GERAIS DO BIODIESEL – 181
3.2.1 Generalidades – 181
3.2.2 Uso direto de óleos vegetais como combustível e suas misturas com diesel de petróleo – 182
3.2.3 Microemulsificação – 185
3.2.4 Pirólise (craqueamento térmico) de óleos vegetais e gorduras – 187
3.2.5 Esterificação de óleos vegetais e gorduras – 190
3.3 CONDICIONAMENTO DE ÓLEOS VEGETAIS PARA USO EM MOTORES – 194
3.4 MATÉRIAS-PRIMAS – 197
3.4.1 Óleos vegetais e gorduras animais – 197
3.4.2 Álcoois – 204
3.5 MÉTODOS CATALÍTICOS DE TRANSESTERIFICAÇÃO: ÁCIDA, ALCALINA, ENZIMÁTICA E HETEROGÊNEA – 210
3.5.1 Catálise ácida – 210
3.5.2 Catálise alcalina – 214
3.5.3 Catálise enzimática – 219
3.5.4 Catálise heterogênea – 222
3.6 MÉTODOS NÃO CATALÍTICOS: SUPERCRÍTICOS – 226
3.7 EFEITOS DE DIFERENTES PARÂMETROS NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL – 230
3.7.1 Temperatura de reação – 230
3.7.2 Tempo de reação – 232
3.7.3 Relação molar – 233
3.7.4 Conteúdo de ácidos graxos livres e água – 235
3.7.5 Tipo do catalisador e concentração – 236
3.7.6 Efeitos da velocidade de agitação – 238
3.8 TECNOLOGIAS INDUSTRIAIS DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL – 239
3.9 PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS E CARACTERÍSTICAS DO BIODIESEL – 246
3.9.1 Densidade – 247
3.9.2 Viscosidade – 248
3.9.3 Número de cetano – 250
3.9.4 Comportamento à baixa temperatura – 253
3.9.5 Ponto de fulgor – 256
3.9.6 Poder calorífico – 257
3.9.7 Índice de acidez e índice de iodo – 258
3.9.8 Estabilidade à oxidação – 259
3.9.9 Resíduo de carbono – 260
3.9.10 Enxofre total e cinzas sulfatadas – 261
3.9.11 Conteúdo de glicerina livre e glicerina total – 262
3.9.12 Especificação do biodiesel – 263
3.10 ANÁLISE DO CICLO DE VIDA - BALANÇO ENERGÉTICO – 263
3.10.1 Principais impactos sobre a atmosfera incluídos na ACV – 266
3.10.2 ACV’s dinâmicos para sistemas de energia renovável – 268
3.10.3 Etanol biodiesel – 268
3.10.4 ACV de biodiesel de soja versus diesel fóssil – 272
3.10.5 ACV na produção de biodiesel de óleo de palma – 276
3.10.6 Indicadores de consumo energético total na produção de biodiesel – 283
3.10.7 Impacto da cogeração na ACV para o biodiesel de palma – 287
3.11 PLANTA-PILOTO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA (UFBA) – 289
3.11.1 Processamento do biodiesel na planta – 291
3.11.2 Análise dos resultados obtidos – 294
3.12 REFERÊNCIAS – 300

Capítulo 4 - BIOCOMBUSTÍVEIS DE PRIMEIRA GERAÇÃO: BIOGÁS
4.1 INTRODUÇÃO – 312
4.1.1 Processos biológicos aeróbicos e anaeróbicos – 312
4.2 FUNDAMENTOS BIOLÓGICOS – 313
4.2.1 Hidrólise e acidificação (acidogênese) – 314
4.2.2 Acetogênese – 315
4.2.3 Metanogênese – 315
4.2.4 Redução de sulfato – 315
4.3 FATORES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ANAERÓBICA – 316
4.3.1 Temperatura – 316
4.3.2 pH – 317
4.3.3 Necessidades nutricionais – 317
4.3.4 Toxicidade à digestão anaeróbica – 318
4.3.5 Toxidade por compostos orgânicos – 318
4.3.6 Toxidade por amónia – 318
4.3.7 Toxidade por sulfato e sulfeto – 319
4.3.8 Toxicidade por metais pesados – 319
4.3.9 Tempo de retenção hidráulica – 319
4.3.10 Impermeabilidade ao ar – 320
4.4 REATORES BIOLÓGICOS ANAERÓBICOS – 320
4.5 MODELAGEM DA DIGESTÃO ANAERÓBICA – 326
4.6 BIOGÁS – 328
4.6.1 Usos do biogás – 330
4.7 LIMPEZA DO BIOGÁS – 330
4.8 MEDIDAS DE SEGURANÇA PARA A UTILIZAÇÃO DO BIOGÁS – 331
4.9 BIOMETANO - UPGRADING DO BIOGÁS PARA O GÁS NATURAL – 332
4.10 SUBSTRATOS/MATÉRIA-PRIMA PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS – 335
4.10.1 Vinhaça – 335
4.10.2 Resíduos urbanos – 338
4.10.3 Estações de tratamento de esgotos — ETE’s – 342
4.10.4 Dejetos rurais – 342
4.10.5 Dejetos de bovinos – 343
4.10.6 Dejetos de suínos – 344
4.11 POTENCIAL ENERGÉTICO - GERAÇÃO DE ELETRICIDADE – 346
4.11.1 Potencial de geração de eletricidade em aterros sanitários: caso prático – 349
4.12 PANORAMA MUNDIAL – 352
4.12.1 Experiências no Brasil - caso Aterro Bandeirantes – 352
4.13 REFERÊNCIAS – 354

Capítulo 5 - BIOCOMBUSTÍVEIS DE PRIMEIRA GERAÇÃO - BIOETANOL PELA ROTA CONVENCIONAL
5.1 ETANOL: DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES – 360
5.2 MATÉRIAS-PRIMAS PARA A OBTENÇÃO DO BIOETANOL – 361
5.2.1 Rotas tecnológicas de primeira geração para a obtenção do etanol – 361
5.3 FERMENTAÇÃO – 362
5.3.1 Breve história das leveduras – 364
5.3.2 Crescimento das leveduras durante o processo de fermentação – 366
5.3.3 Subprodutos do processo de fermentação – 368
5.3.4 Tipos de processos de fermentação – 368
5.3.5 Problemas da fermentação – 369
5.3.6 Tecnologias de fermentação utilizadas na atualidade – 370
5.3.7 O futuro da fermentação – 377
5.3.8 Modificações genéticas na levedura – 377
5.3.9 Otimização das matérias-primas – 378
5.3.10 Otimização do processo de fermentação – 379
5.4 DESTILAÇÃO – 380
5.4.1 Descrição dos processos D1 a D6 – 385
5.4.2 Subprodutos do processo de fermentação que podem ser retirados durante o processo de destilação – 389
5.5 DESIDRATAÇÃO – 390
5.6 CADEIAS PRODUTIVAS DE OBTENÇÃO DO ETANOL – 398
5.6.1 Cadeia produtiva I – 398
5.6.2 Cadeia produtiva II – 399
5.7 CONFIGURAÇÃO DAS PLANTAS ATUAIS E TECNOLOGIAS PARA A INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA NAS DESTILARIAS DO BRASIL – 400
5.8 PRODUÇÃO DE ETANOL A PARTIR DE AMIDOS – 404
5.9 REFERÊNCIAS – 408

Capítulo 6 - GASEIFICAÇÃO E PIRÓLISE PARA A CONVERSÃO DA BIOMASSA EM ELETRICIDADE E BIOCOMBUSTÍVEIS – 411
6.1 INTRODUÇÃO – 412
6.2 GÁS DE SÍNTESE: DEFINIÇÃO E REQUISITOS DE QUALIDADE – 413
6.3 TECNOLOGIAS E PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE A PARTIR DA BIOMASSA (PIRÓLISE E GASEIFICAÇÃO – 417
6.3.1 Pirólise – 417
6.3.2 Gaseificação – 421
6.4 TECNOLOGIAS E PROCESSOS DE LIMPEZA E CONDICIONAMENTO PARA GÁS DE SÍNTESE – 440
6.4.1 Limpeza úmida de gases à baixa temperatura – 444
6.4.2 Limpeza a seco dos gases à alta temperatura – 445
6.4.3 Tecnologias para a remoção de material particulado – 446
6.4.4 Tecnologias para a remoção do alcatrão – 447
6.5 ACONDICIONAMENTO DO GÁS DE SÍNTESE – 451
6.6 GASEIFICAÇÃO PARA A GERAÇÃO DE ELETRICIDADE – 451
6.6.1 Análise técnico-econômica da geração de eletricidade a partir da gaseificação de biomassa – 452
6.7 ESTADO-DA-ARTE DA GASEIFICAÇÃO PARA A GERAÇÃO DE ELETRICIDADE NO MUNDO – 457
6.8 GASEIFICAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE – 463
6.8.1 Produção e custo do oxigênio – 465
6.9 ESTADO-DA-ARTE DA GASEIFICAÇÃO PARA GÁS DE SÍNTESE NO MUNDO – 467
6.9.1 Pesquisas em gaseificação para a produção de gás de síntese – 475
6.10 PESQUISAS EM GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA NO NÚCLEO DE EXCELÊNCIA EM GERAÇÃO TERMELÉTRICA E DISTRIBUÍDA – NEST DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – UNIFEI – 481
6.10.1 Leito fixo de fluxo cruzado – 482
6.10.2 Leito fixo tipo cocorrente com duplo estágio de fornecimento de ar – 482
6.10.3 Leito fluidizado borbulhante – 483
6.10.4 Resultados dos testes nos diferentes tipos de gaseificadores – 485
6.10.5 Testes de um conjunto gaseificador de duplo estágio / motor de combustão interna – 487
6.10.6 Projetos em andamento e planos futuros – 492
6.11 CONCLUSÕES – 492
6.12 REFERÊNCIAS – 493

Capítulo 7 - BIOCOMBUSTÍVEIS DE SEGUNDA GERAÇÃO - COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS PELA ROTA BTL
7.1 INTRODUÇÃO – 500
7.2 COMBUSTÍVEIS OBTIDOS A PARTIR DO GÁS DE SÍNTESE – 500
7.2.1 Metanol – 500
7.2.2 Combustíveis líquidos via Fischer-Tropsch (FT) – 503
7.2.3 Dimetil éter (DME) – 509
7.2.4 Novos desenvolvimentos em tecnologias BTL – 511
7.3 CUSTOS E DESEMPENHO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO METANOL, COMBUSTÍVEIS FT, DME VIA GASEIFICAÇÃO DA BIOMASSA – 512
7.3.1 Metanol – 512
7.3.2 Combustíveis FT – 514
7.3.3 Dimetil éter (DME) – 517
7.4 TENDÊNCIAS E DESAFIOS PARA O PROCESSO BTL – 518
7.4.1 Processo FT – 518
7.4.2 Metanol – 520
7.4.3 Dimetil éter (DME) – 521
7.5 ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DA PRODUÇÃO E USO DE COMBUSTÍVEIS BTL – 523
7.6 REFERÊNCIAS – 530

Capítulo 8 - BIOETANOL A PARTIR DE MATERIAIS LIGNOCELULÓSICOS PELA ROTA DA HIDRÓLISE
8.1 INTRODUÇÃO – 536
8.2 PROPRIEDADES DO BIOETANOL – 536
8.3 MATERIAIS LIGNOCELULÓSICOS – 538
8.4 TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO – 540
8.4.1 Pré-tratamento da biomassa – 541
8.4.2 Hidrólise – 548
8.5 DESTOXIFICAÇÃO E ADAPTAÇÃO – 559
8.6 FERMENTAÇÃO – 561
8.7 RECUPERAÇÃO DO PRODUTO E RESÍDUOS SÓLIDOS - 564
8.8 ASPECTOS ECONÔMICOS DA PRODUÇÃO DO BIOETANOL – 565
8.9 PROCESSOS E PLANTAS EM ESCALA INDUSTRIAL E PILOTO PARA A PRODUÇÃO DO BIOETANOL A PARTIR DE BIOMASSA – 571
8.10 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE AS PLATAFORMAS TERMOQUÍMICA E BIOQUÍMICA – 579
8.11 ANÁLISE DO CICLO DE VIDA DO ETANOL LIGNOCELULÓSICO – 579
8.12 CONCLUSÕES – 584
8.13 REFERÊNCIAS – 585

VOLUME 2

Apresentação – IX
Prefácio – XI

Capítulo 9 – BIO H² E CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
9.1 INTRODUÇÃO – 590
9.2 TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO DO HIDROGÉNIO – 591
9.2.1 Eletrólise da água – 592
9.2.2 Reforma a vapor – 593
9.2.3 Oxidação parcial – 594
9.2.4 Reforma autotérmica – 595
9.2.5 Hidrogênio fotobiológico – 596
9.2.6 Produção de hidrogênio por extração com água em condições supercríticas – 596
9.2.7 Produção de hidrogênio através da pirólise rápida de biomassa – 597
9.2.8 Produção de hidrogênio através da gaseificação de biomassa – 597
9.2.9 Produção de hidrogênio através da gaseificação de carvão – 599
9.2.10 Produção de hidrogênio através da reforma do bioetanol – 599
9.2.11 Outras formas de produzir o hidrogênio – 600
9.3 DISTRIBUIÇÃO DO HIDROGÊNIO – 600
9.4 FORMAS DE ARMAZENAMENTO DO HIDROGÊNIO – 601
9.4.1 Hidrogênio líquido – 602
9.4.2 Armazenamento do hidrogênio sob a forma de gás comprimido – 602
9.4.3 Absorção do gás em sólido – 603
9.4.4 Microesferas – 603
9.4.5 Hidretos químicos (metálicos) à alta e à baixa temperaturas – 603
9.4.6 Hidretos alcalinos – 604
9.4.7 Metanol – 605
9.4.8 Gasolina e outros hidrocarbonetos – 605
9.5 CÉLULAS A COMBUSTÍVEL (FC) – 606
9.5.1 A biomassa como combustível para a FC – 608
9.5.2 Operação de FC com biocombustíveis – 608
9.5.3 Limitações – 609
9.6 REFERÊNCIAS – 611

Capítulo 10 - EFEITO DO BIODIESEL E DO ETAINOL NOS MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
10.1 INTRODUÇÃO – 614
10.2 MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA E COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS – 614
10.3 O ETANOL E O BIODIESEL COMO COMBUSTÍVEIS AUTOMOTIVOS – 615
10.3.1 Etanol como combustível automotivo – 615
10.3.2 Biodiesel como combustível automotivo – 620
10.3.3 Aspectos da combustão do biodiesel e do etanol nos motores – 623
10.4 ESTUDO EXPERIMENTAL DA COMBUSTÃO DO ETANOL E DO BIODIESEL EM MOTORES – 624
10.4.1 Descrição do modelo – 624
10.4.2 Análise da combustão do biodiesel de óleo de palma – 628
10.4.3 Análise da combustão do etanol – 638
10.5 CONCLUSÕES – 645
10.5.1 Relativas ao uso de biodiesel – 645
10.5.2 Relativas ao uso de etanol – 646
10.6 MOTORES FLEX-FUEL – 646
10.6.1 Princípio de funcionamento – 647
10.6.2 Ensaios de desempenho e emissões com motor Flex-Fue – 649
10.7 MOTORES CONVERTIDOS PARA GÁS NATURAL – 650
10.7.1 Kits de 1ª geração – 651
10.7.2 Kits de 2ª geração – 651
10.7.3 Kits de 3ª geração – 651
10.7.4 Kits de 4ª geração – 651
10.7.5 Kits de 5ª geração – 651
10.8 ENSAIOS EXPERIMENTAIS – 652
10.8.1 Dispositivos de conversão – 652
10.8.2 Instrumentação da bancada de ensaio – 652
10.8.3 Combustível – 653
10.8.4 Procedimentos de ensaios – 653
10.8.5 Resultados experimentais obtidos – 654
10.9 ANÁLISE DOS RESULTADOS – 656
10.10 AGRADECIMENTOS – 656
10.11 REFERÊNCIAS – 656

Capítulo 11 - UTILIZAÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS EM MICROTURBINAS A GÁS
11.1 INTRODUÇÃO – 662
11.2 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMENTO DAS MICROTURBINAS – 662
11.2.1 Características técnicas das microturbinas – 665
11.2.2 Referências bibliográficas sobre testes de microturbinas operando com biocombustíveis líquidos – 666
11.3 REFERÊNCIAS SOBRE A UTILIZAÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS GASOSOS EM MICROTURBINAS – 670
11.3.1 Gás de síntese – 671
11.3.2 Gás de pirólise – 671
11.3.3 Biogás – 672
11.3.4 Gás residual industrial – 672
11.3.5 Limpeza dos gases combustíveis – 672
11.3.6 Experiências com gás residual industrial e gás de síntese – 673
11.3.7 Modificações em turbinas a gás – 674
11.3.8 Seleção do ciclo da turbina a gás durante a operação com biocombustível gasoso – 674
11.4 TESTES DE MICROTURBINAS COM BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS NA UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ (UNIFEI) – 675
11.4.1 Bancada de teste para ensaio com biodiesel – 675
11.4.2 Experimento – 678
11.4.3 Padronização dos dados – 679
11.4.4 Consumo específico de calor (Heat Rate) – 681
11.4.5 Análise das incertezas – 682
11.4.6 Desempenho térmico – 682
11.4.7 Emissão de poluentes – 686
11.5 REFERÊNCIAS – 689

Capítulo 12 - RESÍDUOS DA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS: VINHAÇA E GLICERINA
12.1 INTRODUÇÃO – 692
12.2 CARACTERIZAÇÃO DA VINHAÇA – 692
12.3 CLASSIFICAÇÃO DA VINHAÇA COMO RESÍDUO E QUANTIDADE PRODUZIDA – 696
12.4 LEGISLAÇÃO SOBRE A VINHAÇA – 698
12.5 FORMAS DE DISPOSIÇÃO DA VINHAÇA – 701
12.6 ALTERNATIVAS PARA A REDUÇÃO DO VOLUME DE VINHAÇA – 703
12.6.1 Uso da refrigeração para a redução da temperatura de fermentação – 704
12.6.2 Fermentação contínua com a extração do etanol – 706
12.6.3 Fermentação contínua com a recirculação da vinhaça – 711
12.7 SISTEMAS DE DISPOSIÇÃO DA VINHAÇA – FERTIRRIGAÇÃO – 713
12.7.1 Efeitos da vinhaça nas propriedades químicas do solo – 713
12.7.2 Efeitos agronômicos da vinhaça – 718
12.7.3 Métodos e projeto de um sistema de fertirrigação – 722
12.8 COMPOSTAGEM – 733
12.8.1 Definição dos sistemas de compostagem – 733
12.8.2 Exemplo de aplicação da compostagem – 738
12.9 BIODIGESTÃO ANAERÓBIA DA VINHAÇA – 740
12.9.1 Requerimentos da biodigestão anaeróbia da vinhaça – 741
12.9.2 Biodigestão anaeróbia da vinhaça no Brasil – 747
12.9.3 Análise econômica dos sistemas de biodigestão anaeróbia da vinhaça – 749
12.10 CONCENTRAÇÃO DA VINHAÇA – 751
12.10.1 Tipos e seleção de evaporadores para a concentração da vinhaça – 752
12.10.2 Histórico da concentração da vinhaça – 755
12.10.3 Recomendações e restrições quanto ao uso da concentração da vinhaça – 755
12.10.4 Conceituação e exemplos de aplicação dos sistemas de concentração – 756
12.11 ALIMENTO ANIMAL – 763
12.11.1 Panorama mundial da utilização da vinhaça como alimento animal – 763
12.11.2 Proteína alimentar da vinhaça de cana-de-açúcar – 765
12.12 COMBUSTÃO DA VINHAÇA – 773
12.12.1 Conceituação sobre a combustão da vinhaça – 774
12.12.2 Descrição técnica de um sistema de combustão da vinhaça – 775
12.12.3 Estudo de caso envolvendo a combustão da vinhaça – 779
12.13 AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DAS ALTERNATIVAS PARA A DISPOSIÇÃO DA VINHAÇA – 781
12.14 GLICERINA – 786
12.14.1 Processos de obtenção e possíveis usos do glicerol – 788
12.14.2 Alternativas de aproveitamento ou disposição da glicerina — Purificação – 789
12.14.3 Compostagem – 791
12.14.4 Biodigestão anaeróbia – 794
12.14.5 Compósitos biodegradáveis – 796
12.14.6 Biogasolina – 797
12.15 REFERÊNCIAS – 800

Capítulo 13 - COGERAÇÃO A PARTIR DE RESÍDUOS NA INDÚSTRIA DE BIOCOMBUSTÍVEIS: SUCROALCOOLEIRA E DE BIODIESEL
13.1 INTRODUÇÃO – 812
13.2 DISPONIBILIDADE E CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE BIOMASSA NA INDÚSTRIA DE BIOCOMBUSTÍVEIS – 812
13.2.1 Indústria sucroalcooleira – 812
13.2.2 Indústria de óleo de palma – 815
13.3 DEFINIÇÃO, HISTÓRICO E ASPECTOS GERAIS DA COGERAÇÃO – 817
13.3.1 Benefícios da cogeração – 818
13.3.2 Classificação dos sistemas de cogeração – 819
13.3.3 Critérios gerais para a seleção de sistemas de cogeração – 820
13.4 CONSIDERAÇÕES TEÓRICAS, CICLOS E PARÂMETROS DOS SISTEMAS DE COGERAÇÃO UTILIZADOS NA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA – 824
13.4.1 Considerações teóricas sobre o ciclo Rankine – 824
13.4.2 Sistemas com turbinas de contrapressão – 826
13.4.3 Sistemas com turbinas de extração e condensação – 828
13.4.4 Cogeração com tecnologias avançadas (gaseificação de bagaço e turbinas a gás) – 829
13.5 INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DO VAPOR SOBRE O DESEMPENHO DE SISTEMAS DE COGERAÇÃO BASEADOS EM TURBINA A VAPOR – 832
13.6 TERMODINÂMICA DA COGERAÇÃO; INDICADORES DE DESEMPENHO – 837
13.6.1 Índices de desempenho baseados na Primeira Lei – 837
13.6.2 Índices de desempenho pela Segunda Lei – 840
13.7 GERAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA – 842
13.7.1 Aspectos gerais – 842
13.7.2 Destilaria convencional e etapas de produção do etanol hidratado – 843
13.7.3 Consumo energético do processo e eficiência do sistema de cogeração – 850
13.8 TERMOECONOMIA APLICADA À ANÁLISE DE SISTEMAS DE COGERAÇÃO – 853
13.8.1 Conceitos e metodologia da avaliação termoeconômica – 853
13.8.2 Modelagem termoeconômica – 855
13.9 AVALIAÇÃO TERMODINÂMICA E TERMOECONÔMICA DA REPOTENCIAÇÃO DO SISTEMA DE COGERAÇÃO DE UMA USINA DE AÇÚCAR E ETANOL – 859
13.10 AVALIAÇÃO TERMOECONÔMICA DE DESTILARIAS AUTÔNOMAS – 864
13.10.1 Levantamento econômico – 865
13.10.2 Formação de custos – 867
13.11 SELEÇÃO DE ALTERNATIVAS DE MODERNIZAÇÃO UTILIZANDO A TERMOECONOMIA COMO FERRAMENTA – 874
13.12 EFICIÊNCIA DAS CALDEIRAS NOS SISTEMAS DE COGERAÇÃO – 876
13.13 A COGERAÇÃO NAS USINAS DE EXTRAÇÃO DO ÓLEO DE PALMA – 879
13.13.1 Balanço de massa no processo de extração do óleo de palma – 880
13.13.2 Misturas de biomassa utilizadas como combustível – 881
13.13.3 Parâmetros de geração e uso do vapor – 881
13.13.4 Indicadores energéticos da cogeração na indústria de óleo de palma – 882
13.14 COGERAÇÃO E MEIO AMBIENTE NO SETOR DOS BIOCOMBUSTÍVEIS – 886
13.15 REFERÊNCIAS – 890

Capítulo 14 - PERSPECTIVAS DO BIOETANOL PARA A AMÉRICA LATINA
14.1 BARREIRAS PARA A PRODUÇÃO E O USO DO BIOETANOL – 898
14.2 PERSPECTIVAS PARA O BIOETANOL NA REGIÃO LATINO-AMERICANA – 900
14.3 RECOMENDAÇÕES PARA O DESENVOLVIMENTO DO BIOETANOL NA AMÉRICA LATINA E NO CARIBE – 905
14.4 REFERÊNCIAS – 906

Capítulo 15 - AVALIAÇÃO AMBIENTAL INTEGRADA DO CICLO DE VIDA PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
15.1 INTRODUÇÃO – 908
15.2 O CONTEXTO DE IMPLEMENTAÇÃO DA AAI – 910
15.2.1 Entrando na “Era Antropocênica” – 910
15.2.2 O desenvolvimento sustentável e duradouro – 911
15.2.3 As negociações internacionais – 913
15.2.4 As limitações territoriais – 914
15.2.5 As limitações energéticas – 916
15.2.6 As limitações climáticas – 917
15.2.7 Diferentes métodos de contabilização dos GEE – 923
15.2.8 As transições – 927
15.3 APRESENTAÇÃO DO MODELO – 929
15.3.1 Comparações dos cenários nos níveis global e local – 930
15.3.2 O modelo de referência – 936
15.3.3 A bioconversão de energia solar no Estágio I – 943
15.3.4 Otimização das conversões – 948
15.3.5 Os balanços de energia e de GEE no Estágio I, no nível de uma parcela e na ausência de mudanças significativas do estoque médio de carbono – 951
15.3.6 As modificações dos balanços de energia e de GEE de uma parcela de solo, quando há mudanças significativas nos estoques médios de carbono – 962
15.3.7 A eficiência territorial – 975
15.4 COMPARAÇÃO DOS CENÁRIOS – 986
15.4.1 Impactos das modificações das produções mundiais decorrentes das eficiências territoriais – 988
15.4.2 Metodologia de Comparação dos Cenários no Estágio I – 993
15.4.3 Algumas aplicações no Estágio I – 999
15.4.4 Metodologias de comparação dos cenários no Estágio II – 1009
15.4.5 Metodologia de comparação dos cenários no Estágio III – 1014
15.5 UTILIZAÇÃO DA AAI PARA A REDUÇÃO DAS EMISSÕES DE GEE COMPARAÇÃO DO MÉTODO COM OUTRAS ABORDAGENS, TAIS COMO A ACV E A PEGADA ECOLÓGICA – 1015
15.5.1 Especificidades da AAI – 1016
15.5.2 A contabilidade das emissões de GEE para os tomadores de decisões – 1019
15.5.3 Principais diferenças entre a AAI, a ACV e a pegada ecológica – 1024
15.5.4 Consequências das abordagens que não consideram a utilização das terras, ou fazem isso de maneira incompleta, ou ainda ignoram os possíveis progressos na eficiência territorial – 1027
15.6 REFERÊNCIAS – 1029

Capítulo 16 - O FUTURO DOS BIOCOMBUSTÍVEIS: BIORREFINARIAS, BIOCOMBUSTÍVEIS A PARTIR DE ALGAS E CÉLULAS MICROBIANAS
16.1 BIORREFINARIAS: INTRODUÇÃO E CONCEITUAÇÃO – 1034
16.2 O FUTURO DOS BIOCOMBUSTÍVEIS – 1034
16.3 DEFINIÇÃO DE BIORREFINARIAS – 1037
16.3.1 Classificação das biorrefinarias – 1038
16.4 BIOPRODUTOS DERIVADOS DA BIOMASSA – 1045
16.4.1 Principais produtos obtidos a partir de hidrocarbonetos presentes na biomassa – 1046
16.4.2 Outros produtos derivados da biomassa – 1049
16.5 DESAFIOS E OPORTUNIDADES – 1059
16.6 BIOCOMBUSTÍVEIS DE ALGAS: DEFINIÇÕES, RENDIMENTOS E VANTAGENS – 1062
16.7 MICROALGAS: CLASSIFICAÇÃO, PRODUTOS COMERCIAIS E TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO – 1066
16.8 FOTOSSÍNTESE E METABOLISMO CELULAR NAS MICROALGAS – 1071
16.8.1 Fotoinibição – 1073
16.9 PRODUTOS; BIODIESEL, HIDROGÊNIO E BIOGÁS – 1076
16.9.1 Biodiesel – 1076
16.9.2 Hidrogênio a partir de algas – 1082
16.9.3 Produção de biogás a partir das algas – 1084
16.9.4 Etanol – 1084
16.10 REMOÇÃO DO CO² – 1085
16.11 AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA (ACV) DA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS A PARTIR DE ALGAS – 1088
16.12 SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE MICROALGAS – 1091
16.12.1 Sistemas combinados lagoa/fotobiorreator – 1096
16.13 CUSTOS E BALANÇO DE ENERGIA – 1097
16.14 EMPRESAS DEDICADAS AO CULTIVO E AO PROCESSAMENTO DE MICROALGAS PARA BIOCOMBUSTÍVEIS – 1099
16.15 BIORREFINARIAS DE ALGAS – 1102
16.16 LIMITAÇÕES E PESQUISAS FUTURAS – 1103
16.17 CÉLULA A COMBUSTÍVEL MICROBIANA: INTRODUÇÃO E CONCEITUAÇÃO – 1104
16.17.1 Histórico – 1108
16.18 MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DAS CCM – 1110
16.19 MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS – 1113
16.19.1 Mediadores eletroquímicos – 1116
16.19.2 Nanotubos – 1123
16.20 GERAÇÃO DE TENSÃO EM UMA CCM – 1124
16.21 GERAÇÃO DE POTÊNCIA EM UMA CCM – 1127
16.22 EFICIÊNCIA COULÔMBICA E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA – 1130
16.23 FATORES DE QUE AFETAM A TENSÃO DA CCM – 1133
16.24 UTILIZAÇÃO DAS CCM PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES – 1134
16.25 REFERÊNCIAS – 1137
ÍNDICE REMISSIVO - 1149

Coordenadores: Electo Eduardo Silva Lora e Osvaldo José Venturini
Ano: 2012
Número de Páginas: 1200
Tamanho: 21 X 28 cm
Editora: Interciência
Acabamento: Brochura
ISBN: 978-85-7193-228-9
Prazo de entrega
Prazo de entrega: Sedex de 03 a 05 dias úteis e PAC de 05 a 15 dias úteis
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