Implementação de unidade de processo para geração de energia empregando vinhaça e integração na biorrefinaria de produção de etanol

• Processo: 15/11468-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
• Vigência (Término): 01 de janeiro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Antonio José Gonçalves da Cruz
• Beneficiário: Andreza Aparecida Longati de Oliveira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/51902-9 - Simulação da biorrefinaria de cana-de-açúcar de 1ª. geração na plataforma EMSO, AP.BIOEN.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/18194-7 - Análise técnico-econômico-ambiental do uso do biogás de vinhaça em diferentes configurações da biorrefinaria, BE.EP.DD
• Assunto(s): Modelos matemáticos Vinhaça Biorrefinarias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorrefinaria | modelagem matematica | processo fermentativo | Simulação | vinhaça | Modelagem e simulação em bioprocessos

Resumo

Grandes esforços vêm sendo realizados na busca da otimização energética do processo de produção de etanol, de forma a melhorar a sua sustentabilidade e produtividade. Desta forma, a digestão anaeróbia da vinhaça (efluente mais abundante de uma destilaria de cana-de-açúcar) surge como uma possibilidade. Por meio deste processo é possível aliar a recuperação de energia (na forma de biogás) ao mesmo tempo em que se obtém um fertilizante de melhor qualidade para uso no campo. Este trabalho tem como objetivo implementar uma unidade de processo para geração de energia empregando vinhaça como substrato. Objetiva avaliar o aproveitamento do biogás proveniente da biodigestão anaeróbia em sistema combinado (composto de duas fases, uma acidogênica seguida por metanogênica) para produção de vapor e sua utilização no próprio processo, bem como avaliar o uso do biogás como fonte de energia para reduzir a umidade do bagaço que é enviado para a queima nas caldeiras. Para isso, será realizada a modelagem matemática e a simulação das operações unitárias envolvidas neste processamento. Posteriormente o modelo desenvolvido será acoplado à biorrefinaria de produção de etanol 1G e simulado na plataforma EMSO (Environment for Modeling, Simulation, and Optimization), avaliando três cenários diferentes. Será implementado o balanço hídrico da planta, bem como a avaliação técnica, econômica e ambiental do processo em estudo. Este projeto de pesquisa vincular-se-á ao projeto temático FAPESP "Simulação da Biorrefinaria de Cana-de-Açúcar de 1a Geração na Plataforma EMSO". (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PRATTO, BRUNA; RODRIGUES DOS SANTOS-ROCHA, MARTHA SUZANA; LONGATI, ANDREZA APARECIDA; DE SOUSA JUNIOR, RUY; GONCALVES CRUZ, ANTONIO JOSE. Experimental optimization and techno-economic analysis of bioethanol production by simultaneous saccharification and fermentation process using sugarcane straw. Bioresource Technology, v. 297, FEB 2020. (16/10636-8, 15/11468-9, 17/18194-7, 19/15851-2)

LONGATI, ANDREZA A.; LINO, ANDERSON R. A.; GIORDANO, ROBERTO C.; FURLAN, FELIPE F.; CRUZ, ANTONIO J. G.. Defining research & development process targets through retro-technoeconomic analysis: The sugarcane biorefinery case. Bioresource Technology, v. 263, p. 1-9, SEP 2018. (16/10636-8, 15/11468-9)

LONGATI, ANDREZA A.; CAVALETT, OTAVIO; CRUZ, ANTONIO J. G.; ESPUNA, A; GRAELLS, M; PUIGJANER, L. Life Cycle Assessment of vinasse biogas production in sugarcane biorefineries. 27TH EUROPEAN SYMPOSIUM ON COMPUTER AIDED PROCESS ENGINEERING, PT B, v. 40B, p. 6-pg., 2017-01-01. (15/11468-9, 11/51902-9)