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Desenvolvimento de interfaces de automação para integração de softwares de avaliação tecnológica de biocombustíveis e implementação de padrões CAPE-OPEN para incorporar modelos rigorosos desenvolvidos in-house em uma plataforma de simulação de processos

Processo: 20/08227-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
Vigência (Término): 31 de agosto de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Convênio/Acordo: União Europeia (Horizonte 2020)
Pesquisador responsável:Antonio Maria Francisco Luiz Jose Bonomi
Beneficiário:Charles Dayan Farias de Jesus
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Empresa:Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)
Vinculado ao auxílio:16/50403-2 - Valorização da cadeia produtiva descentralizada de biomassa visando a produção de biocombustíveis avançados: desenvolvimento e avaliação de rotas termoquímicas integradas à produção de biomassas e a rotas bioquímicas, AP.PITE
Assunto(s):Sustentabilidade   Biocombustíveis   Aproveitamento de subprodutos   Biomassa   Cana-de-açúcar   Bio-óleo   Modelagem e simulação   Banco de dados   Interface gráfica

Resumo

O projeto BioValue visa explorar as sinergias entre produção de biomassa, configurações de processos industriais e logística em toda a cadeia de valor para produção e comercialização de biocombustíveis avançados. Uma das atividades do projeto consiste no o detalhamento dos cenários de produção e avaliação rotas bioquímicas, termoquímicas e integradas bioquímicas/termoquímicas, a fim de identificar as cadeias de valor mais promissoras (Work Package 5 - WP5). A avaliação da sustentabilidade de diferentes rotas de produção será feita através da Biorrefinaria Virtual de Cana-de-Açúcar (BVC), uma plataforma computacional que permite avaliar os impactos técnicos, econômicos, ambientais e sociais para as diferentes configurações propostas. Dois pontos cruciais serão abordados neste trabalho: (1) a construção de interfaces de comunicação para integrar vários modelos, desenvolvidos pelos parceiros do projeto, em simulador de processos industriais; e (2) a integração e automação das várias soluções de software usadas na BVC como, por exemplo, modelos de sistemas produtivos de biomassa, simulador de processos industriais, planilhas de estimativa de investimento e análise econômica e software de avaliação de impactos ambientais. No escopo do projeto BioValue, as rotas termoquímicas são importantes alternativas tecnológicas para a produção de biocombustíveis avançados, especialmente biocombustíveis para aviação. Os processos de pirólise e gaseificação de diferentes biomassas, uso de bio-óleo, limpeza e condicionamento do gás de síntese e produção de hidrocarbonetos por síntese Fischer-Tropsch serão investigados experimentalmente pelas instituições parceiras, responsáveis por gerar modelos rigorosos considerando cinéticas de reação, transferência de massa e energia, balanços e design dos processos. Além desses processos termoquímicos, vários outros serão avaliados pelos parceiros do projeto como, por exemplo, produção de biometano, eletrólise microbiana para produção de hidrogênio renovável, bioconversão de açúcares de pentoses, entre outros. Os modelos desenvolvidos para todos esses processos devem ser incorporados ao simulador de processos. Portanto, o objetivo deste plano de trabalho é padronizar a construção de novos modelos rigorosos de processos, construídos pelos parceiros do projeto, de forma que possam ser incorporados, utilizando os padrões de interface CAPE-OPEN, como módulos nativos no simulador de processos comercial adotado pela BVC, Aspen Plus ®.Considerando o escopo do projeto BioValue, os processos industriais alternativos devem ser integrados a várias opções de produção de biomassa e cadeias logísticas. Os resultados técnicos da modelagem e simulação de processos serão usados para avaliações econômicas, ambientais e sociais para entender os prós e contras de cada rota de produção de biocombustíveis avançados. Espera-se que, ao longo do projeto, sejam avaliados mais de cem cenários. Alguns, no começo, usarão dados preliminares. À medida que projeto evolui e mais dados experimentais estejam disponíveis, os cenários serão refinados e devem ser simulados e analisados novamente. Assim, outra tarefa importante incluída neste plano de trabalho é o desenvolvimento de interfaces de comunicação para integrar e automatizar a transferência de dados entre diferentes ferramentas e softwares da estrutura da BVC, a fim de lidar com a enorme quantidade de informações que hoje em dia "viaja" manualmente de uma ferramenta para outra. Tão importante quanto a geração de resultados é o fácil acesso a eles. Assim, juntamente com a equipe do projeto e atendendo às suas necessidades, serão construídos um banco de dados usando dados padronizados dos cenários e uma interface gráfica de usuário (GUI) para pesquisa, visualização e recuperação de dados. (AU)