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quinta-feira, 9 de setembro de 2010

Palma - biodiesel


Palma

Palma oleaginosa:

Desde a época dos faraós egípcios, a quase 5000 anos, a palma oleaginosa tem sido uma importante fonte alimentícia para o gênero humano. O óleo chegou ao Egito vindo da África Ocidental, de onde se origina a Elaeis guineensis .

No começo do século XX, a palma oleaginosa foi introduzida na Malásia como uma planta ornamental e somente plantada comercialmente pela primeira vez em 1917, o que deu prigem à indústria de óleo de palma da Malásia, plantada em larga escala e surgiu como o óleo mais produtivo no mundo inteiro

No Brasil, chamada de “ palmeira do dendê “, foi introduzida pelos escravos no século XVI.

A Palma Maravilhosa

A palma é um cultivo perene. Começa a produzir frutos a partir de 3 anos, depois de semeada, tem uma vida economica entre 20 a 30 anos. Anualmente, cada hectare de palma pode render até 5 toneladas de óleo, ou seja 10 a 12 cachos de frutos, cada um pesando entre 20 a 30 kgs e cada cacho produs de 1000 a 3000 frutos. O que representa de 5 a 10 vezes mais que qualquer outro cultivo comercial de óleo vegetal.

A palma produz um rendimento em óleo de aproximadamente 3700 quiligramas/hectare, anualmente. Em comparação com os rendimentos do óleo de soja 389 kg/hectare e do óleo de amendoim 857 kg/hectare, estes dois últimos são muito baixos quando comparados com o óleo de palma.

Cultivo

As condições climáticas na malásia incluem um clima tropical com temperaturas que variam de 24 a 32º C bem distribuidos ao longo do ano, que é ensolarado com períodos chuvosos que é ideal para o cultivo da palma. Nas estufas, as sementes de palma são cuidadosamente selecionadas e germinadas sob condições controladas.

As áreas produtoras no Brasil são encontradas no Pará, Amazonas, Amapá e Bahia, sendo o Pará o maior produtor de óleo de palma do Brasil e onde se concentra mais de 80% da área plantada. Nessa região ocorre maior flutuação em energia solar, temperatura do ar, umidade atmosférica ( distribuição das chuvas ), que é o elemento climático de maior variação espacial e de maior repercussaõ na produtividade do dendê nesta região.

O cruzamento entre as esécies Dura fisifera ( DxP ), conhecida como Tenera, é comumente o mais plantado, As sementes germinadas são transferidas para sacos pláticos e crescem em estufa durante no período de 12 a 15 meses antes de ser transferida para o plantio no campo.

Como já mencionado anteriormente, as palmeiras começam a gerar frutos de 30 a 32 meses após o plantio no campo e continuará sendo economicamente produtiva por mais 20 ou 30 anos.

Os cachos de frutos maduros são colhidos em intervalos de 7 a 10 dias ao longo da vida ecônomica da palma. Pelça ordem, a maximização da taxa de extração de óleo assegura a qualidade do pádrão de colheita seja aplicado. Estes incluem, além da alteração cuidadosa em relação a maturidade dos frutos, até a implementação de colheitas circulares e a colheita dos frutos com a mínima contusão.

Forma da fruta
Tenera
Origem
África
Crescimento
50 - 70 cm/ano
Circunferência do tronco
355 cm
Cor da folha
Verde
Produção de folhagem
24 – 30 por ano
Altura da folhagem
6 – 8 m
Fruto maduro
Amarelo dourado / vermelho
Período de incubação
12 – 15 meses
Início da colheita
30 meses após o plantio no campo
Densidade da plantação
136-160 palmas por hectare
Número de cachos
12 cachos/ano
Frutos por cachos
1.000 – 3.000
Peso do cacho
20 – 30 kg
Tamanho e forma do fruto
5 cm - oval
Peso do fruto
10 grs
Núcleo do fruto
5 – 8 %
Mesocarpo por frutos
85 = 92%
Óleo por mesocarpo
20 – 50%
Oleo por cacho
25 – 28%
Produção de óleo
5 – 8 tons/hectare/ano

Processamento do Óleo de Palma e Palmiste

As extratoras de fruto de palma estão bem localizadas, estratégicamente próximas as plantações com o objetivo de facilitar o transporte dos frutos até a indústria de extração.

Vários processos operacionais são utlilizados para obter o produto acabado. O primeiro passo do processamento produz o óleo bruto, extraído do mesocarpo do fruto. Este, na sua segunda fase pode ser refinado ou também fracionado usando um processso de cristalização e separação simples onde são obtidas frações sólidas ( estearina ) e líquidas ( oleína ).

O desenvolvimento da agroindústria de palma tem sido significativamente marcante, principalmente na Malásia. No brasil as primeiras indústrias de extração de óleo de palma se estabeleceram no Estado da Bahia na década de 50. a organização da agroindústria ocorreu mais tarde, no início dos anos 70 no Pará, onde a partir daí identificaram o cultivo do dendezeiro como a grande fonte de óleo e gordura vegetal. O Pará possui um parque industrial composto por 10 empresas, sendo este o maior produtor brasileiro, reponsável por mais ou menos 85% do tatal do óleo de palma produzido no Brasil. Seguindo, podemos citar em ordem decrescente o Amapá, a Bahia e o Amazonas.

Descreveremos agora o processo industrial dos cachos de frutos frescos para a produção de palma e palmiste, mencionando os produtos obtidos na extração, refino e fracionamento.

Podemos extrair os seguintes produtos :
Óleo de palma bruto : 20%
Óleo de palmiste : 1,5%
Torta de palmiste : 3,5%
Cachos vazios : 22%
Fibras : 12%
Cascas : 5%
Efluentes líquidos : 50%

Processamento

Os frutos colhidos no campo são transportados em caminhões e pesados na entrada da fábrica. Após, são tranferidos para a rampa ou moega de recebimento onde são tranferidos para os carros “ trolleys “ através de uma via de trilhos direto para o esterilizador.

Os frutos são cozidos a uma temperatura de mais ou menos 135ºC sob pressão de 2 a 3 kg/cm2, por aproximadamente uma hora.

Após esterelizados e cozidos os frutos passam pelo debulhador, onde ocorre a separação dos cahos e frutos.

Os frutos são prensados mecanicamente por uma prensa contínua para a retirada do óleo do mesocarpo carnoso. O óleo cru obtido na prensagem é tranferido para o desaerador, onde são retiradas as particulas pesadas, e depois clarificado e purificado para a remoçaõ de umidade, sujeira e outras impurezas.

As fibras e impurezas retidas na peneira voltam para a prensagem e o óleo bruto é transferido para o tanque de decantação através de bomba centrífuga. Neste tanque ocorre a separação do óleo e da borra. O óleo é tranferido apar o tanque de armazenagem. A borra é processada na centrífuga e tranferida para o decantador secundário, onde após separação do óleo é tranferida para lagoas. Todo o óleo separado da borra volta para o tanque de decanração.

A torta resultante deste primeiro processo de prensagem é processada no tranportador onde ocorre a secagem da fibra. A fibra seca é utilizada como combustível na caldeira a vapor. As nozes são polidas para retirada do resíduo das fibras.

A seguir são tranferidas para o moinho quebrador. As amêndoas são separadas das cascas. As cascas são destinadas para combustível ou matéria prima para carvão ativado. As amendoas são armazenadas para posterior beneficiamento.

As amendoas do fruto da palma são quebradas, a seguir são laminadas. A pasta produzida na laminação é cozida e prensada. O óleo bruto é filtrado no filtro prensa e a seguir transferido para o tanque de armazenagem, extraído mecanicamente ou por solvente. A torta é retirada do filtro prensa e armazenada em sacos.

Processamento de Refino Físico

O processo clássico de refino fisico continuo do óleo de palma, compreende três seções:

- Pré-Tratamento ácido

O óleo bruto é bombeado, com a vazão indicada pelo fluxômetro, passando pelo trocador de calor de placas, onde é aquecido com vapor de baixa pressão. O óleo aquecido recebe ácido fosfórico alimentado através de bomba dosadora e a mistura passa por um misturador de disco e um tanque de reação. Após o tempo de contato, a mistura é bombeada para o desaerador, onde o óleo é secado, desaerado e tem a temperatura controlada adequadamente ao processo de branqueamente.

- Branqueamento

O vaso branqueador é abastecido através de um extravasor interligado ao desaerador. Um silo de terra de branqueamento, equipado com dosador automático, dosa a terra de branquemento ao óleo. O vaso branqueador é dimensionado para dar o tempo de residência e a agitação adequada, de modo a promover o contato ideal do óleo com a terra de branqueamento. A mistura é então bombeada para um dos filtros hermeticos de folhas filtrantes verticais, onde a terra de branqueamento é removida. Finalmente, o óleo branqueado passa por um dos filtros de polimento, sendo descarregado em um tanque pulmão. O branqueamento do óleo é fito sob vácuo de 50 torr, gerado por um conjunto de ejetores/ condensadores, acionados por vapor.

- Destilação

O óleo a ser destilado é bombeado do tanque pulmão, através de um trocador de calor de placas, onde é aquecido com vapor de baixa pressão. O óleo aquecido é pulverizado em uma cãmara de desaeração. Em seguida é bombeado através de um trocador regenerativo de calor, onde troca calor com o óleo que sai. Em outro trocador, é aquecido com fluído térmico ou vapor saturado de alta pressão, até a temperatura de destilação/desodorização.

O destilador/desodorizador, submetido a vácuo de 3 torr, possui sistemas de bandejas internas, onde o óleo percorre um labirinto, com injeção direta de vapor. Do destilador/desodorizador, o óleo é bombeado através do trocador regenerativo, onde aquece o óleo a ser destilado, e em seguida, em outro trocador é resfriado com agua.

O óleo refinado, já frio, recebe uma dosagem de antioxidante, através de uma bomba dosadora e é homogeneizado no fluxo de óleo, através de um misturador estático, passando, em seguida, por um dos filtros de polimento final. Eventuais respingos de óleo do destilador/desodorizador são coletados em um tanque, para posterior reprocessamento. Os acidos graxos destilados são condensados em um lavador de gases, através de um fluxo de óleo ácido que é bombeado em circuito fechado, passando por uma troca de calor.

Fracionamento do Óleo de Palma

Por sua versátil composição em acidos graxos e triglicerídeos, o óleo de palma, presta-se através de processamento, para a aprodução de uma grande variedades de produtos. O fracionamento tira proveito das características do óleo de palma quando da fusão de triglicerídeos, produzindo oleina de palma e frações de estearinas sólidas. Mais adiante, os processos de fracionamento resultam no comumente usado “ double oilein “ de palma fracionada ( liquida ) ou fração intermediária da palma, utilizada principalmente em gorduras de confeitaria industrial.

O processo de fracionamento desenvolve-se de modo descontínuo, por bateladas. A quantidade de óleo a ser fracionada é pré determinada no medidor. O óleo é transferido para tanques para obter melhor rendimento térmico, pois a temperatura é controlada automaticamente.

Nos tanques de resfriamento a temperatura é controlada e ajustada de acordo com o resultado do fracionamento que se deseja obter. Os tanques de resfriamento são equipados com agitador de baixa rotação, cuja função é melhorar a eficiência de troca térmica, não permitir a precipitação a precipitação de eventual auxiliar filtrante e proporcionar uma destribuição homogênea dos cristais de estearina no volume total do tanque.

Dos tanques de resfriamento, o óleo é transferido através de uma bomba para o filtro, onde os cristais de estearina são retidos, liberando a oleína filtrada.

A oleína filtrada é bombardeada para tanques de armazenamento e a estearina é aquecida e também bombardeada para outros tanques de armazenamento.

Armazenamento e manuseio dos Óleos

Sendo utilizados principalmente para a indústria de alimentos, o óleo de palma e palmiste devem ter manuseios e armazenagem adequados para que não haja qualquer alteração na qualidade e propriedades do produto na entrega ao consumidor.

A garantia de qualidade é fundamental, pois esta sempre vinculada ao contrato de compra e venda.

O sistema atual de armazenagem é de multiplos tanques cilíndricos verticais, cujas dimensóes são determinadas por critério de projeto e o principal parâmetro é o custo da construção.

É recomendável que tenha vários tanques de capacidade média, ao invés de um único tanque com grande capacidade. Todos os tanques devem ter sistema de aquecimento para facilitar e permitir o manuseio adequado do produto.

A capacidade máxima recomendada para armazenamento é a seguinte :
Produto Capacidade máx. / Ton
Óleo bruto 3.000 ton
Óleo efinado 3.000 ton
Oleina 3.000 ton
Estearina 1.000 ton

O material adequado para a construção dos tanques é o aço carbono laminado para o óleo bruto e o aço inoxidável para o óleo refinado e frações. Acessórios de cobre, latão e bronze não são recomendados para partes em contato com o produto. Usualmente os tanques para estocagem de produto refinado são fabricados em aço carbono, com revestimento interno em Epoxi.

Para manter as características do produto e facilitar o manuseio as temperaturas mínimas e máximas em ºC para enchimento e esvaziamento do tanque são a seguinte:

Produto Mínima Máxima
Óleo de palma bruto 50 55
Óleo de palma refinado 50 55
Estearina 55 – 60 65 – 70
Oleina 30 55
Fração intermediária 40 45
Óleo de palmiste 30 35
Oleina de palmiste 30 35
Estearina de palmiste 40 45

Temperatura mínima e máxima em ºC recomendada para armazenamento e transporte:

Produto Mínima Máxima
Óleo de palma 32 40
Estearina 40 45
Oleina 25 30
Fração intermediária 35 40
Óleo de palmiste 30 35
Oleina de palmiste 25 30
Estearina de palmiste 35 40

Via Direta

Substituto do diesel – Pesquisas recente mostram que o óleo de palma bruto pode ser usado diretamente como combustível para acionar carros com motores adaptados. Foi constatado que a fumaça de escapamento produzida pelos motores com óleo de palma bruto era mais limpa que a dos motores com diesel.

Lubrificante de perfuração – Uso como lubrificantes de perfuração contínua faz com que este se difunda quando formações de rochas mais duras são perfuradas. Não contém compostos aromáticos e ser atóxico, possui pontos de ignição e anilina superiores a 65ºC, tornando o mesmo adequado como base em lamas de perfuração.

Sabões – São uma mistura de sais sódicos de ácidos graxos, que podem ser derivados de óleos e gorduras pela sua reação com soda cáustica a 80º - 100º no processo conhecido como saponificação. O óleo de palmiste e a estearina de palma são os mais utilizados no processo de produção.

Óleo Epoxidado ( EPOP ) - Podem ser produzidos pela reação do óleo de palma, estearina de palma ou oleína de palma com perácidos. EPOP são usados como plastificadores, estabilizantes para plástico e cloreto de polivinila PVC.

Via Oleoquimica
Ácidos graxos – MCT, Borracha, Velas, Cosméticos, Sabões, Sabões Metálicos
Estéres graxos – Cosméticos, Sabões, SME, Diesel, Agroquímicos
Álcoois graxos – FAS, FAE, FAES
Compostos graxos de nitrogênio – Imidazolinas, Ésteres quaternários
Glicerol – MG & DG