Dissertação de Mestrado Acadêmico

Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica

SISTEMAS TÉRMICOS E FLUIDOS

30/04/2019

Produção de biodiesel de macaúba e teste de desempenho e emissões em um motor agrícola

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho e emissões de um motor diesel operando com biodiesel de macaúba. A pesquisa consistiu inicialmente em produzir biodiesel tendo como matéria prima o óleo de macaúba e posteriormente utilizá-lo como combustível de um motor diesel, em testes de consumo e emissões em dinamômetro. O óleo vegetal utilizado apresentava acidez de 46%, imprópria para a produção de biodiesel e foi submetido a glicerólise, processo através do qual, ao óleo com alto teor de ácidos graxos livres, foi adicionado glicerol em condições controladas de temperatura e pressão, atingindo 0,71% de acidez, ocorrendo a formação de mono-, di- e triglicerídeos, estando o óleo adequado para a produção de biodiesel. Foi utilizada a rota metílica, tendo como catalisador o metilato de sódio, com bateladas de 5 litros. O combustível foi caracterizado em laboratório, estando em conformidade com a Resolução ANP 45 de 2014 e utilizado em motor agrícola N67 com misturas de 10 e 20% em diesel fóssil e testado em dinamômetro. Nos testes, o biodiesel de macaúba apresentou desempenho, consumo e emissões compatíveis com o combustível comercializado atualmente no mercado brasileiro, com tendência de redução de monóxido de carbono e material particulado.

Macaúba Biodiesel production and tests of performance and emissions in an agricultural engine

This work had the goal to evaluate performance and emissions of an engine fueled on macaúba biodiesel. The research consisted firstly in producing biodiesel from macaúba oil and after that, using a diesel engine fueled on this fuel, in testing the consumption and emissions on a dynamometer bench. Vegetable oil presented 46% of acidity, unsuitable for biodiesel production and due to this, it was submitted to glycerolysis, the chemical process in what glycerin was added to the oil with high content of free fatty acid, under controlled conditions of temperature and pressure, achieving 0.71% of acidity. Free fatty acids were converted then into mono-, di- and triglyceride, making the oil suitable for biodiesel production. Methyl route was adopted, with sodium methylate as the catalyst, with 5 liters batches. The fuel has been then characterized in laboratory, in conformity with ANP 45 de 2014 resolution. It was finally tested on dynamometer bench using an agricultural N67 engine, with 10 and 20% blends in fossil diesel. During the tests, macaúba biodiesel showed performance, fuel consumption and emissions compatible with fuel currently sold in Brazilian Market, with a trend of reduction in carbon monoxide and particulate matter.