Energy potential of co-products generated from Jatropha biodiesel production

Authors

  • Silmara Bispo dos Santos UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso http://orcid.org/0000-0002-4215-9429
  • Marcio Aredes Martins UFV - Universidade Federal de Viçosa
  • Angélica de Cássia de Oliveira Carneiro UFV - Universidade Federal de Viçosa

DOI:

https://doi.org/10.18378/rvads.v12i3.4533

Keywords:

Higher heating value, Biorefinary, Energy use, Biomass

Abstract

This study aimed to evaluate the energetic use potential of co-products from chain of Jatropha biodiesel production. For this, the higher heating value and immediate analysis (volatile matter, ash and fixed carbon content) were determined for epicarp samples (shell), cake from the press extraction process, and the bran from the solvent extraction process. Co-products of the biodiesel production chain from Jatropha under shells, cake, and bran form have energetic characteristics that make possible its use for energy production for used in different processes. The oil content has an effect on the calorific value of jatropha co-products. The higher the residual oil content in the pie or bran, the greater the energy potential. The peas, the pie and the bran presented calorific power similar to eucalyptus wood and sugarcane bagasse. The last one is widely used in cogeneration systems in the sugar-alcohol industry and can be used directly or compacted in the generation of heat for processes both in the processing industry and in the field. The pie (obtained by mechanical pressing) was the co-product that presented better conditions for direct burning when compared to the other evaluated materials.

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Author Biographies

Silmara Bispo dos Santos, UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2005), Mestrado (2008) e Doutorado (2011) em Engenharia Agrícola na área de Pré-processamento e Armazenamento de Produtos Agrícolas pela Universidade Federal de Viçosa. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Armazenamento e Secagem de Produtos Agrícolas, atuando principalmente nos seguintes temas: qualidade de grãos oleaginosos, qualidade de óleos vegetais e biodiesel, armazenamento hermético, secagem e resfriamento de grãos, extração de óleos vegetais e aproveitamento de co-produtos para geração de energia. Atualmente é professora do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Mato Grosso - UFMT, onde ministra disciplinas na área de Fenômenos de Transporte e Engenharia Térmica.

Marcio Aredes Martins, UFV - Universidade Federal de Viçosa

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Minas Gerais (1996), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Minas Gerais (1999) e doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Minas Gerais (2002). Atualmente é Professor Adjunto III da Universidade Federal de Viçosa. Atua como pesquisador na área de Engenharia Térmica e Biocombustíveis, com ênfase em modelagem computacional CFD, extração de óleos vegetais e produção de biodiesel, e incineração de resíduos de alta periculosidade com sequestro de carbono por microalgas.

Angélica de Cássia de Oliveira Carneiro, UFV - Universidade Federal de Viçosa

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2000), mestrado em Ciências Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2002) e doutorado em Ciências Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (2006). Atualmente é professora associada da Universidade Federal de Viçosa, Diretora Científica da Sociedade de Investigações Florestais e Coordenadora do Grupo Temático de Carvão Vegetal - SIF/DEF/UFV. Membro do Conselho Universitário da UFV. Presidente da Comissão Editorial da Revista Árvore. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Tecnologia de Chapas e Adesivos e Energia da biomassa, atuando principalmente nos seguintes temas: Desenvolvimento de adesivos de fontes renováveis, painéis oriundos de resíduos, Qualidade da madeira para energia, produção de pellets e briquets e desenvolvimento tecnológico da produção de carvão vegetal. Bolsista CNPq: DT - Nível 2 

References

ABDALLA, A. L.; SILVA FILHO, J. C.; GODOI, A. R.; CARMO, C. A.; EDUARDO, J. L. P. Utilização de subprodutos da indústria de biodiesel na alimentação de ruminantes. Revista Brasileira de Zootecnia, v.37, p.260‑258, 2008.

ALI, N.; KURCHANIA, A. K.; BABEL, S. Biomethanisation of Jatropha Curcas defatted waste. Journal of Engineering and Technology Research, v.2, n.3, p.38-43, 2010.

ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.NBR 8633/84. Determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro, 1984.

ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8112/86. Carvão vegetal – Análise imediata. São Paulo, 1986.

BENEDETTI, O.; PLÁ, J. A.; RATHMANN, R.; PADULA, A. D. Uma proposta de modelo para avaliar a viabilidade do Biodiesel no Brasil. Teoria e Evidência Econômica, v.14, n. 82, p.81-107, 2006.

BRIANE, D.; DOAT, J. Guide technique de la carbonisation: la fabrication du charbon de bois. Aix-en-Provence, ÉDISUD, 1985. 180p.

BRITO, J. O.; BARRICHELO, L. E. G.; COUTO, L. T. Z.; MENDES, C. J.; REZENDE, G. C. Estudo do comportamento de madeiras de eucalipto frente ao processo de destilação seca. Revista Brasil Florestal, Brasília, n.8, p.5-48, 1984.

CHANDRA, R.; VIJAY, V. K..; SUBBARAO, P. M. V. A study on biogas generation from nonedible oil seed cakes: potential and prospects in India. In: The 2nd joint international conference on ‘‘Sustainable Energy and Environment (SEE 2006)’’, Bangkok, Thailand, p. 21-3, 2006.

CHANDRA, R.; VIJAY, V. K.; SUBBARAO, P. M. V.; KHURA, T. K. Production of methane from anaerobic digestion of jatropha and pongamia oil cakes. Applied Energy, v.93, p.148-159, 2012.

CORDEIRO, L. N. P.; HENRIQUES, A. C. A; SOUZA, P. S. L. Contribuição ao estudo de aproveitamento da cinza do caroço do açaí como material pozolânico. In: 49° Congresso Brasileiro do Concreto – CBC 2007, Bento Gonçalves, Anais... Bento Gonçalves: CBC 2007.

COSTA, F. X.; SEVERINO, L. S.; BELTRÃO, N. E. M.; FREIRE, R. M. M.; LUCENA, A. M. A.; GIMARÃES, M. M. B. Avaliação de teores químicos na torta de mamona. Revista de Biologia e Ciências da Terra, v.4, n.2, 2004.

DINIZ, J.; CARDOSO, A. L.; STAHL, J. A., VILLETTI, M. A.; MARTINS, A. F. Poder calorífico da casca de arroz, caroço de pêssego, serragem de eucalipto e de seus produtos de pirólise. Ciência e Natura, v.26, n.2, p.25-32, 2004.

GONÇALVES, J. L. M.; MORO, L. Uso da "cinza" de biomassa florestal como fonte de nutrientes em povoamentos puros de Eucalyptusgrandis. IPEF, v.49, n.48, p.28-37, 1995.

GÜBITZ, G. M.; MITTELBACH, M.; TRABI, M. Exploitation of the tropical oil seed plant Jatropha curcas L.. Bioresource Technology, v. 67, p.73-82, 1999.

HASSUANI, S. J.; LEAL, M. R. L. V.; MACEDO, I. C. Biomass power generation: Sugar cane bagasse and trash. Piracicaba: PNUD - Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento CTC - Centro de Tecnologia Canavieira, 2005. 217 p.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz. 3. ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 1985. 533p.

JARA, E. R. P. O poder calorífico de algumas madeiras que ocorrem no Brasil. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT, 1989, (Comunicação Técnica, 1797).

LI, C. Y.; DEVAPPA, R. K.; LIU, J. X.; MAKKAR, H.PS.; BECKER, K. Toxicity of Jatropha curcas phorbol esters in mice. Food Chemical Toxicology, v.48, n.2, p.620–625, 2010.

MAKKAR, H. P. S.; FRANCIS, G.; BECKER, K. Protein concentrate from Jatropha curcas screw-pressed seed cake and toxic and antinutritional factors in protein concentrate. Journal of the Science of Food and Agriculture, v.88, n.9, p.1542-1548, 2008.

MAKKAR, H. P. S.; KUMAR, V.; OYELEYE, O. O.; AKINLEYE, A. O. ANGULO-ESCALANTE, M. A.; BECKER, K. Jatropha platyphylla, a new non-toxic Jatropha species: physical properties and chemical constituents including toxic and antinutritional factors of seeds. FoodChemistry, v.125, p.63-71, 2011.

MORAIS, M. R.; SEYE, O.; FREITAS, K. T.; RODRIGUES, M.; SANTOS, E. C. S.; SOUZA, R. C. R. Obtenção de briquetes de carvão vegetal de cascas de arroz utilizando baixa pressão de compactação. In: Encontro de Energia no Meio Rural, 6, 2006, Campinas. Proceedings online... Disponível em: <http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=MSC0000000022006000200019&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 10 Jan. 2011.

NOGUEIRA, L. A. H.; LORA, E. E. S. Dendroenergia: fundamentos e aplicações. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2003. 199p.

OBERNBERGER, I.; THEK, G. Physical characterization and chemical composition of densified biomass as fuels with regard to their combustion behaviour. Biomass & Bioenergy, v.27, p.653-669, 2004.

OLIVEIRA, E.; VITAL, B. R., PIMENTA, A. S.; LUCIA, R. D. L.; LADEIRA, A. M. M.; CARNEIRO, A. C. O. Estrutura Anatômica da Madeira e Qualidade do Carvão de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir1. Revista Árvore, v.30, n.2, p.311-318, 2006.

PUROHIT, P.; TRIPATHI, A. K.; KANDPAL, T. C. Energetics of coal substitution by briquettes of agricultural residues. Energy, v.31, p.1321-1331, 2006.

RANGEL, L. P.; PERES, S.; CASTELLETTI, C. E. M.; ALMEIDA, C. H. T. Estudo da viabilidade técnica para geração de energia elétrica a partir dos resíduos da mamona. In: I Congresso Brasileiro de Mamona, Resumos... Campina Grande, 2004.

RINALDI, R., GARCIA, C., MARCINIUK, L. L., ROSSI, A. V. SCHUCHARDT, U. Síntese de Biodiesel. Uma proposta Contextualizada de Experimento para Laboratório de Química Geral. Química Nova, v.30, n.5, p.1374-1380, 2007.

RUSSOMANO, V. H. Introdução à administração de energia na indústria. São Paulo: Pioneira, 1987. 262 p.

SERAFIMOVA, E. K.; MLADENOV, M.; MIHAILOVA, I.; PELOVSKI, Y. Study on the characteristics of waste wood ash.Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, v.46, n.1, p.31-34, 2011.

SINGH, R. N., VYAS, D. K., SRIVASTAVA, N. S. L.; NARRA M.. SPRERI experience on holistic approach to utilize all parts of Jatropha curcas fruit for energy. Renewable Energy, v.33, n.8, p.1868-1873, 2008.

TRUGILHO, P. F.; LIMA, J. T.; MORI, F. A.; LINO, A. L. Avaliação de clones de Eucalyptus para produção de carvão vegetal. Revista Cerne, v.7, n.2, p.104-114, 2001.

VALE A. T., Caracterização energética e rendimento da carbonização de resíduos de grãos de café (Coffea arabica, L) e de madeira (Cedrelinga catenaeformis). Cerne, v.13, n.4, p.416-420, 2007.

VALE, A. T.; MENDES, R. M.; AMORIM, M. R. S.; DANTAS, V. F. S. Potencial energético da biomassa e carvão vegetal do epicarpo e torta de pinhão manso (Jatropha curcas L.). Revista Cerne, v.17, n.2, p.267-273, 2011.

ZHANG, F. S.; YAMASAKI, S.; NANZYO, M. Waste ashes for use in agricultural production: I. Limiting effect, contents of plant nutrients and chemical characteristics of some metals. The Science of The Total Environment. v. 01, n.03, p.215–25, 2002.

Published

01-07-2017

How to Cite

SANTOS, S. B. dos; MARTINS, M. A.; CARNEIRO, A. de C. de O. Energy potential of co-products generated from Jatropha biodiesel production. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, [S. l.], v. 12, n. 3, p. 574–579, 2017. DOI: 10.18378/rvads.v12i3.4533. Disponível em: https://www.gvaa.com.br/revista/index.php/RVADS/article/view/4533. Acesso em: 18 may. 2024.

Issue

Section

INTERDISCIPLINARY