Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Generoso, Bárbara Raissa
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990
Resumo: The industrial distillation process is complex and since the adoption of ethanol as a fuel, replacing gasoline, it has become a strategic process for the country. Wines produced from fermentation have a concentration of 6.4 to 9.7% w/w of ethanol and commercial hydrous bioethanol must have a concentration of 92.6 to 93.8% w/w. Ethanol losses in vinasse and phlegmasse are important parameters during the operation of a distillery, as they determine the efficiency of the distillation process. Chemical process simulation software’s play an important role in the development of new processes and in the analysis of already consolidated processes, enabling testing hypotheses and comparisons with the reality of a plant in a practical, economically viable and assertive way. In the present work, the simulation software Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), commercialized by Aspen Tech, was used. The work was intended to simulate a real distillation column to obtain hydrous bioethanol, considering a constant Murphree stage efficiency scenario associated with a 0.027% ethanol loss in the vinasse stream and a produced hydrous bioethanol content of 92.7% w/w. The consumption of steam obtained was 2.88 kg/L ethanol, it was observed that drops in steam pressure result in loss in vinasse and impact the purity of the ethanol obtained. The column reflux ratio determines the purity of the ethanol obtained and the optimal ratio is between 2.7 and 4.2. The simulated temperatures satisfactorily approached the operating temperatures, demonstrating that the simulation represents the real process.
id SCAR_6271b15f794bb944916a7b47de281a11
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14990
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Generoso, Bárbara RaissaQueiroz, João Paulo Silvahttp://lattes.cnpq.br/7316247674511327http://lattes.cnpq.br/13936951339380361d76e3df-cb26-4289-ba50-76499182cbd82021-10-13T11:53:41Z2021-10-13T11:53:41Z2021-09-27GENEROSO, Bárbara Raissa. Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990The industrial distillation process is complex and since the adoption of ethanol as a fuel, replacing gasoline, it has become a strategic process for the country. Wines produced from fermentation have a concentration of 6.4 to 9.7% w/w of ethanol and commercial hydrous bioethanol must have a concentration of 92.6 to 93.8% w/w. Ethanol losses in vinasse and phlegmasse are important parameters during the operation of a distillery, as they determine the efficiency of the distillation process. Chemical process simulation software’s play an important role in the development of new processes and in the analysis of already consolidated processes, enabling testing hypotheses and comparisons with the reality of a plant in a practical, economically viable and assertive way. In the present work, the simulation software Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), commercialized by Aspen Tech, was used. The work was intended to simulate a real distillation column to obtain hydrous bioethanol, considering a constant Murphree stage efficiency scenario associated with a 0.027% ethanol loss in the vinasse stream and a produced hydrous bioethanol content of 92.7% w/w. The consumption of steam obtained was 2.88 kg/L ethanol, it was observed that drops in steam pressure result in loss in vinasse and impact the purity of the ethanol obtained. The column reflux ratio determines the purity of the ethanol obtained and the optimal ratio is between 2.7 and 4.2. The simulated temperatures satisfactorily approached the operating temperatures, demonstrating that the simulation represents the real process.O processo de destilação industrial é complexo e desde a adoção do etanol como combustível carburante substituindo a gasolina tornou-se um processo estratégico para o país. Os vinhos produzidos a partir da fermentação possuem uma concentração de 6,4 a 9,7% m/m de etanol e o etanol hidratado carburante comercial deve apresentar concentração de 92,6 a 93,8% m/m. A perda na vinhaça e a perda na flegmaça são parâmetros importantes durante a operação de uma destilaria, pois determinam a eficiência do processo de destilação. Softwares de simulação de processos químicos tem importante papel no desenvolvimento de novos processos e nas análises de processos já consolidados, permitindo realizar testes de hipóteses e comparações com a realidade de uma planta de maneira prática, viável economicamente e assertiva. No presente trabalho utilizou-se o software de simulação Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), comercializado pela Aspen Tech. O trabalho se dispõe a simular uma coluna de destilação real para obtenção de etanol hidratado carburante, considerando cenário de eficiência de estágios de Murphree constante associada a perda de etanol na corrente de vinhaça de 0,020% e teor do etanol hidratado produzido de 92,7% m/m. O consumo de vapor obtido foi de 2,88 kg/L etanol, observou-se que quedas na pressão do vapor resultam em perdas na corrente e vinhaça e impactam na pureza do etanol obtido. A razão de refluxo da coluna determina a pureza do etanol obtido e a razão ótima está entre 2,7 e 4,2. As temperaturas simuladas aproximaram-se satisfatoriamente das temperaturas operacionais, demonstrando que a simulação representa o processo real.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDestilaçãoEtanolSimulaçãoDistillationEthanolSimulationENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICASimulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzidoSimulation of a distillation column for the production of hydrated ethanol and analysis of vinasse losses and ethanol puritySimulación de una columna de destilación para la producción de etanol hidratado y análisis de pérdidas en la vinaza y pureza del etanol producidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006004dc9699a-83dd-49ff-bccc-80051e73f3e6reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdfTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdfapplication/pdf860887https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/1/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf25844b313beaf129f4c4435682b82e24MD51TEXTTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.txtTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.txtExtracted texttext/plain56903https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/3/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.txt784ce104be12017719aab31c136c8021MD53THUMBNAILTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.jpgTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6679https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/4/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.jpg646a3e2da144b91bbb596fa8e10489e7MD54ufscar/149902023-09-18 18:32:17.333oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14990Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:17Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Simulation of a distillation column for the production of hydrated ethanol and analysis of vinasse losses and ethanol purity
dc.title.alternative.spa.fl_str_mv Simulación de una columna de destilación para la producción de etanol hidratado y análisis de pérdidas en la vinaza y pureza del etanol producido
title Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
spellingShingle Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
Generoso, Bárbara Raissa
Destilação
Etanol
Simulação
Distillation
Ethanol
Simulation
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
title_short Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
title_full Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
title_fullStr Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
title_full_unstemmed Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
title_sort Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido
author Generoso, Bárbara Raissa
author_facet Generoso, Bárbara Raissa
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1393695133938036
dc.contributor.author.fl_str_mv Generoso, Bárbara Raissa
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Queiroz, João Paulo Silva
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7316247674511327
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 1d76e3df-cb26-4289-ba50-76499182cbd8
contributor_str_mv Queiroz, João Paulo Silva
dc.subject.por.fl_str_mv Destilação
Etanol
Simulação
topic Destilação
Etanol
Simulação
Distillation
Ethanol
Simulation
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Distillation
Ethanol
Simulation
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
description The industrial distillation process is complex and since the adoption of ethanol as a fuel, replacing gasoline, it has become a strategic process for the country. Wines produced from fermentation have a concentration of 6.4 to 9.7% w/w of ethanol and commercial hydrous bioethanol must have a concentration of 92.6 to 93.8% w/w. Ethanol losses in vinasse and phlegmasse are important parameters during the operation of a distillery, as they determine the efficiency of the distillation process. Chemical process simulation software’s play an important role in the development of new processes and in the analysis of already consolidated processes, enabling testing hypotheses and comparisons with the reality of a plant in a practical, economically viable and assertive way. In the present work, the simulation software Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), commercialized by Aspen Tech, was used. The work was intended to simulate a real distillation column to obtain hydrous bioethanol, considering a constant Murphree stage efficiency scenario associated with a 0.027% ethanol loss in the vinasse stream and a produced hydrous bioethanol content of 92.7% w/w. The consumption of steam obtained was 2.88 kg/L ethanol, it was observed that drops in steam pressure result in loss in vinasse and impact the purity of the ethanol obtained. The column reflux ratio determines the purity of the ethanol obtained and the optimal ratio is between 2.7 and 4.2. The simulated temperatures satisfactorily approached the operating temperatures, demonstrating that the simulation represents the real process.
publishDate 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-10-13T11:53:41Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-10-13T11:53:41Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-09-27
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GENEROSO, Bárbara Raissa. Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990
identifier_str_mv GENEROSO, Bárbara Raissa. Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 4dc9699a-83dd-49ff-bccc-80051e73f3e6
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Engenharia Química - EQ
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Engenharia Química - EQ
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/2/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/1/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/3/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/4/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
25844b313beaf129f4c4435682b82e24
784ce104be12017719aab31c136c8021
646a3e2da144b91bbb596fa8e10489e7
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802136396538839040