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Análise ambiental da produção de xilooligossacarídeos (XOS) em biorrefinarias de cana-de açúcar

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dc.creator FONSECA, Tainá Manicardi Oliva da
dc.date.issued 2024-07-07
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4126
dc.description.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. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Análise de ciclo de vida pt_BR
dc.subject Bagaço pt_BR
dc.subject CML pt_BR
dc.subject ReCiPe pt_BR
dc.subject Simulação e modelagem pt_BR
dc.subject EMSO pt_BR
dc.title Análise ambiental da produção de xilooligossacarídeos (XOS) em biorrefinarias de cana-de açúcar pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2024-08-10
dc.date.available 2024-09-10T18:56:07Z
dc.date.accessioned 2024-09-10T18:56:07Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/9903678049197886 pt_BR
dc.contributor.advisor1 ESTEVES, Thais Suzane Milessi
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/7000002745065879 pt_BR
dc.contributor.advisor-co1 OLIVEIRA, Andreza Aparecida Longati de
dc.contributor.advisor-co1Lattes http://lattes.cnpq.br/9459400761222720 pt_BR
dc.description.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. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA::ENGENHARIA DE ENERGIA pt_BR
dc.relation.references FONSECA, Tainá Manicardi Oliva da. Análise ambiental da produção de xilooligossacarídeos (XOS) em biorrefinarias de cana-de açúcar. 2024. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. pt_BR


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