Avaliação comparativa de processos para obtenção de bioetanol hidratado e anidro de 1ª e 2ª gerações utilizando a modelagem de estágios de não-equilíbrio

Resumo

O bioetanol é um biocombustível automotivo renovável com grande potencial para a substituição e/ou adição aos combustíveis fósseis como a gasolina. Por isso, a busca por processos de produção mais eficientes energeticamente é constante, a fim de garantir o melhor desempenho de sua cadeia produtiva. No Brasil, a produção do bioetanol utiliza como matéria prima a cana-de-açúcar, que é processada por etapas de tratamento, fermentação e, por fim, destilação. Para se obter o bioetanol em pureza de acordo com os parâmetros legais de aplicação como aditivo à gasolina, é necessário aplicar processos mais complexos de destilação, isso porque a mistura de bioetanol com água forma azeótropo, o que implica na dificuldade de separá-los por meio da destilação convencional. Por outro lado, os processos convencionais para separação do bioetanol como combustível também precisam ser operados com alto desempenho. O objetivo desse estudo é apresentar avaliações técnica e energética a respeito dos processos convencionais, complexos e híbridos de separação e purificação de bioetanol de primeira e de segunda gerações. Os processos de destilação convencional, de múltiplos efeitos e extrativa serão simulados no Aspen Plus®, Rate Based Model, e a etapa de adsorção no Aspen AdsorptionTM, focando-se em otimizar a eficiência energética do processo e também em reduzir o efluente gerado, a vinhaça, além de serem avaliados os diferentes graus de pureza em cada processo. Será feita uma análise comparativa a respeito do desempenho de cada processo e dos custos energéticos e de capital para que seja verificada qual a melhor rota para se purificar o bioetanol, utilizando-se de modelos dos mais realistas hoje presentes na literatura aberta, modelos de estágios de não equilíbrio. Este trabalho é inédito e, assim, trará uma importante contribuição à área. (AU)