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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4126
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise ambiental da produção de xilooligossacarídeos (XOS) em biorrefinarias de cana-de açúcar |
Autor(es): | FONSECA, Tainá Manicardi Oliva da |
Primeiro Orientador: | ESTEVES, Thais Suzane Milessi |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | OLIVEIRA, Andreza Aparecida Longati de |
Resumo: | Os Xilooligossacarídeos (XOS) são oligômeros de unidades de xilose com propriedades funcionais interessantes que podem ser produzidos a partir de biomassa, sendo um bioproduto interessante para compor o portfólio de biorrefinarias. Neste sentido, compreender e mitigar os impactos ambientais de sua produção torna-se imperativo. Neste contexto, o presente trabalho realizou a análise ambiental da produção de XOS integrada à uma biorrefinaria de cana-de-açúcar utilizando a metodologia de análise do ciclo de vida (ACV) buscando identificar o pré-tratamento da biomassa mais adequado do ponto de vista ambiental. Inicialmente, realizou-se um levantamento e análise de dados da literatura com auxílio do software Microsoft Power BI com o objetivo de identificar fatores que influenciam a produção de XOS. Em seguida, foram realizadas simulações no software EMSO (Enviroment for Modeling, Simulation and Otimization) e ACVs da produção de XOS usando os pré-tratamentos hidrotérmico ou organossolve considerando duas metodologias (ReCiPe com abordagem midpoint e CML-IA com abordagem baseline world 2000). Com o objetivo de definir o método ideal para este estudo realizou-se a comparação entre as categoriais de impactos ambientais similares dos métodos CML e ReCiPe foi realizada visto que ambos os métodos são amplamente utilizados, os métodos indicaram diferenças significativas no desempenho ambiental. As etapas de pré-tratamento e hidrólise foram as etapas que mais contribuíram para as emissões dos impactos ambientais. A integração do processo de XOS à uma biorrefinaria de cana-de-açúcar pode reduzir significativamente o impacto ambiental do processo, uma vez que a demanda energética da planta (energia térmica e elétrica) é produzida internamente a partir de subprodutos do processo. Por fim, dentre os pré-tratamentos estudados, o pré-tratamento hidrotérmico mostrou-se interessante do ponto de vista ambiental para a produção de XOS integrada à biorrefinarias, apresentando emissões até 48% menores que o organossolve (0,19 e 0,15 gCO2 no método CML e 0,15 e 0,12 gCO2 no método ReCiPe), trabalhos futuros incluem o aprofundamento do ponto de vista econômico, análise comparativa entre os métodos CML e ReCiPe em análises ambientais de biorrefinaria integrada e produção de XOS considerando as etapas de purificação do xarope de XOS e posterior análises ambientais e econômicas do processo. |
Abstract: | Xylooligosaccharides (XOS) are oligomers of xylose with interesting functional properties that can be produced from biomass, and are an interesting bioproduct to compose the portfolio of biorefineries. In this sense, understanding and mitigating the environmental impacts of its production becomes imperative. In this context, the present work carried out the environmental analysis of XOS production integrated into a sugarcane biorefinery using the methodology of life cycle analysis (LCA) seeking to identify the most appropriate biomass pretreatment from the environmental point of view. Initially, a survey and analysis of data from the literature was carried out with the help of the Microsoft Power BI software in order to identify factors that influence the production of XOS. Then, simulations were performed in EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization) software and LCAs of XOS production using hydrothermal or organossolve pretreatments considering two methodologies (ReCiPe with midpoint approach and CML-IA with baseline world 2000 approach). In order to define the ideal method for this study, a comparison was made between the categories of similar environmental impacts of the CML and ReCiPe methods. The pre-treatment and hydrolysis stages were the stages that contributed the most to the emissions of environmental impacts. The integration of the XOS process into a sugarcane biorefinery can significantly reduce the environmental impact of the process, since the plant's energy demand (thermal and electrical energy) is produced internally from by-products of the process. Finally, among the pre-treatments studied, the hydrothermal pre-treatment proved to be interesting from the environmental point of view for the production of XOS integrated to biorefineries, presenting emissions up to 48% lower than the Organossolve (0.19 and 0.15 gCO2 in the CML method and 0.15 and 0.12 gCO2 in the ReCiPe method), future works include deepening from the economic point of view, comparative analysis between the CML and ReCiPe methods in environmental analyses of integrated biorefinery and XOS production considering the stages of purification of XOS syrup and subsequent environmental and economic analysis of the process. |
Palavras-chave: | Análise de ciclo de vida Bagaço CML ReCiPe Simulação e modelagem EMSO |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4126 |
Data do documento: | 7-Jul-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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