dc.creator |
BATLLE, Eric Alberto Ocampo |
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dc.date.issued |
2019-06-24 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2361 |
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dc.description.abstract |
The present work aimed to perform a thermodynamic and environmental evaluation of
integrated biorefinery complexes using sugarcane and african palm (Elaeis guineensis) for brazilian
conditions. To this end, four case studies were proposed, located in the North or Northeast regions,
since in these regions there are more than 31 million hectares of degraded lands that have favorable
edaphoclimatic characteristics for the cultivation of cane and palm crops. The base case (C-I) was
conceived with the intention of being a reference for the other studies, in which there is no type of
integration (industrial or agricultural) and is composed of (i) a sugar and alcohol plant, (ii) a palm
oil extraction plant, (iii) a palm oil refining and transesterification plant, and (iv) a cogeneration
system, in the subsequent case studies there is an agricultural and industrial integration, and in case
II a 2G ethanol plant is incorporated, while in case III a 2G methanol plant was incorporated and
case IV is an extension of case III where advanced cogeneration concepts were applied, specifically
the BIG/GT technology (Biomass Integrated Gasifier-Gas Turbine). For the evaluation of the
studies from the thermodynamic and environmental point of view, the LCA and performance
indicators based on the 1st and 2nd Law of Thermodynamics. The results obtained from the
thermodynamic evaluation show the advantage of obtaining a larger energy portfolio from several
raw materials (sugar cane and palm), and C-IV stands out from the others, since it has a superior
performance in the ηGlo (53.4%), Iexced (86.6 kWh/tMP), σMP (257 GJ/ha-year) e ηexe (62.7%), by
integrating the technology of gasification and gas turbine (BIG/GT), verifying the attractiveness
that it is for agroindustries. While the results obtained in the LCA showed the potential
environmental benefits that brings the total replacement of fossil diesel by biodiesel (whether ethyl
or methyl), both in cane and palm cultivation, making it possible to reduce the consumption of fossil
energy by 74.7% (cane) and 64.8% (palm) by the ethanol route or 79.6% (cane) and 69.2% (palm)
by the methyl route. Consequently, one could achieve an increase in NER up to 9 units and a
renewability (LCEE) of up to 18.4% of cane bioethanol could be achieved. |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
Agência 1 |
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dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Cana-de-açúcar |
pt_BR |
dc.subject |
Palma de azeite |
pt_BR |
dc.subject |
Biorrefinarias |
pt_BR |
dc.subject |
Análise do ciclo de vida |
pt_BR |
dc.subject |
Análise termodinâmica |
pt_BR |
dc.title |
Avaliação termodinâmica e ambiental de complexos integrados de biorrefinarias que utilizam cana e palma. |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2021-03-25 |
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dc.date.available |
2021-03-25T18:24:16Z |
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dc.date.accessioned |
2021-03-25T18:24:16Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/0565881275105650 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
PALACIO, José Carlos Escobar |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1472037977658347 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
LORA, Electo Eduardo Silva |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5479717772667720 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
O presente trabalho objetivou realizar uma avalição Termodinâmica e Ambiental de
complexos integrados de biorrefinarias que utilizam cana-de-açúcar e palma africana (Elaeis
guineensis) para as condições brasileiras. Para tal, foram propostos quatro estudos de casos,
localizado nas regiões Norte ou Nordeste, visto que nestas regiões existem mais de 31 milhões de
hectares de terras degradadas que possuem as caraterísticas edafoclimáticas favoráveis para o
cultivo das culturas de cana e palma. O caso base (C-I) foi concebido com o intuito de ser uma
referência para os demais estudos, em este não existe nenhum tipo de integração (industrial ou
agrícola) e encontra-se composto por (i) uma usina de açúcar e álcool, (ii) uma planta de extração
de óleo de palma, (iii) uma planta de refinação e transesterificação de óleo palma e (iv) um sistema
de cogeração, já nos estudos de casos subsequentes existe uma integração agrícola e industrial,
sendo que no caso II é incorporada uma planta de etanol 2G, enquanto que no caso III foi
incorporado uma planta de metanol 2G e o caso IV é uma extensão do caso III, donde foram
aplicados conceitos avançados de cogeração, especificamente a tecnologia BIG/GT (Biomass
Integrated Gasifier-Gas Turbine). Para a avaliação dos estudos sob o ponto de vista termodinâmico
e ambiental, foi utilizada a ACV e indicadores de desempenho baseados na 1a e 2a Lei da
Termodinâmica. Os resultados obtidos da avaliação termodinâmica expõem a vantagem de obter
um maior portfolio energético a partir de diversas matérias primas (cana-de-açúcar e palma), sendo
que C-IV destaca-se perante os outros, já que tem um desempenho superior na ηGlo (53,4%), Iexced
(86,6 kWh/tMP), σMP (257 GJ/ha-ano) e ηexe (62,7%), pelo fato de integrar a tecnologia de
gaseificação e turbina a gás (BIG/GT), verificando o atrativo que é para as agroindústrias. Enquanto
que os resultados obtidos na ACV mostraram os potenciais benefícios ambientais que traz a
substituição total do diesel fóssil pelo biodiesel (seja etílico ou metílico), tanto na cultura de cana
como na de palma, possibilitando a redução do consumo de energia fóssil em 74,7% (cana) e 64,8%
(palma) pela rota etílica ou 79,6% (cana) e 69,2% (palma) pela rota metílica. Consequentemente,
se poderia atingir um aumento na Relação energética liquida (NER) de até 9 unidades e uma
Eficiência energética do ciclo de vida (LCEE) de até 18,4% do bioetanol de cana |
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dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.initials |
UNIFEI |
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dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
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dc.relation.references |
BATLLE, Eric Alberto Ocampo. Avaliação termodinâmica e ambiental de complexos integrados de biorrefinarias que utilizam cana e palma. 2019. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2019. |
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