Simulação e análise econômica de alternativas processuais para as etapas de valorização do bagaço, pré-tratamento e desidratação da produção de etanol 1G e 2G de cana-de-açúcar

• Autor(a) principal: Damaceno, Ivo Figueiredo Botelho
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26056
• topic: Cana-de-açúcar; Etanol; Simulação; Simulação por computador; Etanol; Análise econômica; Biocombustível; Sugarcane; Ethanol; Simulation

A tendência para a substituição de fontes de energia não renováveis e poluentes por fontes de energia renováveis, a partir do uso da biomassa, por exemplo tem crescido a cada ano. A cana-de-açúcar é uma biomassa amplamente utilizada para a produção de etanol no Brasil, o que classifica o país como o segundo maior produtor de etanol do mundo. O processo de produção do etanol a partir do caldo da canade-açúcar (Primeira Geração) é uma tecnologia bem consolidada. Mesmo assim, existem várias oportunidades no processo como um todo para gerar um aumento na conservação do açúcar, redução de custos e energia, aproveitamento de insumos e otimizações que muitas vezes dependem da escolha da tecnologia correta para obtenção do resultado desejado. Dentre as escolhas tecnológicas do processo, pode-se destacar a dificuldade em separar e transformar a biomassa em produto químico de forma sustentável e fazendo máximo aproveitamento da biomassa e dos produtos gerados no processo. Por isso, este trabalho tem como objetivo avaliar, por meio de simulação no software Pro/II® e subsequente análise econômica, algumas das tecnologias disponíveis para as seguintes etapas da produção de etanol de cana-de-açúcar. São elas: destino do bagaço (100% cogeração ou cogeração mais produção de etanol de Segunda Geração), pré-tratamento do bagaço (físico-químico ou químico) e desidratação do etanol (destilação azeotrópica ou extrativa). Foram avaliadas todas as possíveis combinações entre essas alternativas processuais, de modo a permitir a identificação da melhor rota para produção de etanol no contexto econômico considerado e o potencial de redução de custos neste cenário. Foi concluído que todas as rotas estudadas apresentaram lucratividade, porém, quando comparamos a produção de etanol de segunda geração, apenas as rotas que usaram a destilação extrativa como tecnologia para desidratação do etanol puderam ser confirmadas como economicamente viáveis. Isto deve-se ao fato de que os valores da Taxa Interna de Retorno (TIR) para os processos que usaram a destilação azeotrópica não atingiram 10%. Além disso, o investimento necessário para funcionamento da planta não seria compensado nos primeiros 20 anos de funcionamento da mesma. Já para os processos que usaram o bagaço 100% para a cogeração, ambos os cenários estudados foram considerados viáveis, com o processo que utilizou a destilação extrativa apresentando melhores resultados