Simulação de um processo de produção de ácido levulínico a partir do hidrolisado celulósico da biomassa de cana-de-açúcar

• Autor(a) principal: Facheti, Gabriel
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/239298
• topic: Biomassa; Biorrefinaria; Ácido levulínico; Hidrólise; Biomass; Hydrolysis; Levulinic acid

A busca por alternativas aos combustíveis fósseis que sejam ambientalmente sustentáveis e economicamente viáveis nunca foi tão presente como agora. Uma das alternativas mais interessantes é a biomassa lignocelulósica. Seu uso para a produção de combustíveis e de químicos com alto valor agregado já é estudado há décadas, porém com a chegada do conceito das biorrefinarias, os estudos têm se tornado cada vez mais diversificados. É neste contexto que o presente trabalho propõe a simulação de um processo de produção de ácido levulínico a partir de biomassa de cana-deaçúcar, a fim de futuramente integrar um complexo industrial para a criação de uma biorrefinaria. Com uma mistura de palha e cana-de-açúcar, simulou-se o processo considerando as seguintes etapas: pré-tratamento com hidróxido de sódio, para que houvesse a separação dos componentes da estrutura lignocelulósica; filtração, que separou a polpa celulósica do licor negro; lavagem da polpa, para a retirada de qualquer componente indesejado; hidrólise da celulose até a formação do ácido levulínico; e purificação, na qual, com três colunas de destilação em série, foi possível obter mais de 28 ton/h de ácido levulínico com uma pureza de 99,7%. É imprescindível, no entanto, que se façam esforços para a otimização do processo, o que garantiria ao ácido levulínico preços mais competitivos no mercado. Por isso, foi feito a integração energética das correntes e dos trocadores de calor envolvidos no processo. O resultado gerado pelo software Aspen Energy Analyzer conferiu uma economia de 62% nos custos envolvendo utilidades e unidades trocadoras de calor. Por fim, ao executar o Aspen Capital Cost Estimator, foi conferido um lucro de mais de 76 milhões de dólares. Além disso, foi possível constatar a viabilidade do projeto por meio da Taxa Intena de Retorno (TIR) e do Retorno sobre o Investimento (ROI), visto que ambos foram maiores que a Taxa Mínima de Atratividade (TMA).