A regulamentação crescente dos biocombustíveis está forçando os produtores a adotar matérias-primas alternativas, que apresentam maiores desafios de purificação. Agora, adsorventes de próxima geração Clariant buscam ajudar os produtores a superar esses desafios, maximizando a produtividade e o rendimento.
Carlos Rodriguez, Vinicius Ribeiro Celinski
Terras clarificantes
Com a revisão da Diretiva das Energias Renováveis (RED II) da União Europeia, adotada para o período de 2021 a 2030, os produtores de biocombustíveis que buscam atender os novos requisitos mais rígidos estão enfrentando dois novos desafios com as matérias-primas: disponibilidade e qualidade.
Novas variantes de insumos, com oferta limitada e uma grande variedade de impurezas, têm grande impacto sobre a filtrabilidade durante o pré-tratamento e, consequentemente, sobre o rendimento e o lucro da produção.
A solução desses problemas requer novos adsorventes e estratégias técnicas inovadoras que facilitem a purificação de alto rendimento.
Pré-tratamento de matérias-primas
Em um mercado de matérias-primas que se encontra no seu limite, a qualidade e a disponibilidade estão em relação direta. A insuficiente opção e oferta de matérias-primas forçaram os produtores a usar insumos de qualidade inferior ao que permitem suas instalações, aumentando o estresse das suas unidades.
A capacidade de “domar” matérias-primas de difícil tratamento daria aos produtores uma forte vantagem competitiva.
No caso de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) ou óleos vegetais hidrotratados (HVO), as especificações regulatórias das matérias-primas exigem que o processo permaneça estável. Entretanto, surgem problemas mais perto do ponto de produção, na unidade de pré-tratamento. Com essas matérias-primas alternativas, é preciso renovada atenção em dois passos importantes: adsorção e filtragem.
É necessário usar um adsorvente para reduzir a presença de várias substâncias indesejadas, que não podem ser removidas nas etapas de degomagem.
Em comparação com os óleos vegetais, as matérias-primas alternativas podem conter níveis mais altos de diferentes tipos de contaminantes, como compostos fosfóricos, capazes de afetar enormemente a eficiência, bem como a etapa de adsorção.
Maior foco na filtração
Além do reator em batelada, o filtro é uma das seções mais importantes de uma unidade de pré-tratamento.
Comumente, os filtros de folha horizontal (tipo Niagara) eram usados com telas que tinham poros maiores do que os projetos modernos, a fim de permitir um fluxo máximo durante a filtração.
Como uma torta de filtro é formada com o adsorvente, sua qualidade e desenvolvimento são críticos. Uma filtração estável – e, sobretudo, homogênea – garante que a remoção do contaminante ocorra por toda a torta de filtro, resultando em um uso mais eficiente do adsorvente.
Considerando um canal paralelo através da torta de filtro, a eficiência da filtração é idealmente definida pela equação de Kozeny-Carman. O material dentro da torta deve melhorar a porosidade (ε).
Adsorventes de próxima geração
Devido aos fatores mencionados anteriormente, os adsorventes não só devem melhorar a remoção de uma grande variedade de contaminantes, como também aumentar a eficiência da filtração.
Essas qualidades podem ser encontradas em adsorventes de próxima geração, como o Tonsil 919X FF da Clariant e sua recém-lançada série Tonsil 719X FF, que estará disponível no mercado europeu este ano.
Esses adsorventes altamente seletivos e ativados facilitam consideravelmente o pré-tratamento de matérias-primas alternativas e ajudam a superar desafios de filtração causados pela viscosidade (μ) da matéria-prima e por contaminantes com pesos moleculares elevados.
Outro fator que afeta o rendimento da unidade de pré-tratamento é a dosagem do adsorvente. Como matérias-primas alternativas apresentam um complexo perfil de contaminantes, em níveis mais altos que tornam sua remoção mais difícil do que a de óleos vegetais, a dosagem dos adsorventes geralmente precisa ser significativamente elevada, em 30-80% ou mais.
Um adsorvente altamente seletivo e ativado não só ajuda a reduzir a dosagem do adsorvente, como também aumenta o rendimento da planta e minimiza a retenção de óleo na torta.
Esses aspectos são críticos para o custo total de propriedade (CTP) no processo de adsorção e, consequentemente, para os custos gerais de produção.
Vantagens para os produtores de biocombustíveis
Considerando o custo total de propriedade, os adsorventes de próxima geração podem fazer a diferença entre uma filtração totalmente ineficaz e um rendimento favorável.
Testes recentes de laboratório demonstraram uma redução de aproximadamente 35% nos tempos de filtração (primeira passagem) com adsorventes de nova geração, em comparação com gerações anteriores.
Isso representa uma grande vantagem competitiva para produtores de biocombustíveis, não só porque pode ampliar significativamente o escopo das matérias-primas com as quais podem operar, mas também porque garante uma produção de alto rendimento e minimiza a retenção de óleo no adsorvente usado.
www.clariant.com/functionalminerals
Carlos Rodriguez – Diretor de Vendas Técnicas e Gerente de Produto na Clariant AG, Suíça
Vinicius Ribeiro Celinski – Gerente de Desenvolvimento de Aplicações na Clariant
ARTIGO EXCLUSIVO DA REVISTA ÓLEOS & GORDURAS.
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