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Análise exergoeconômica de biorrefinarias convencionais e avançadas no setor sucroalcooleiro brasileiro

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dc.creator SILVA, Rafael Augusto Costa
dc.date.issued 2024-09-06
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4209
dc.description.abstract The use of renewable energy sources has emerged as a viable alternative to meet the growing global energy demand. Among these, lignocellulosic biomass has great potential for generation. Therefore, the idea of a biorefinery using sugarcane biomass emerges as a promising alternative for energy use. Several case studies were conducted to compare the conventional model of a sugar and alcohol plant with other biorefinery configurations. Biochemical alternatives were considered for the production of lignocellulosic ethanol and biobutanol, as well as thermochemical alternatives for the production of syngas. Second-generation ethanol allows for better land use, and biobutanol is an important input for the chemical industry. The thermochemical process for the production of syngas, a highly versatile product that can be used to manufacture a variety of products, was also considered. This study considered its use for the production of diesel, gasoline, waxes, and greases through Fischer-Tropsch synthesis. For a qualitative examination of the energy generated, the methodology used was the exergoeconomic analysis of the process. A technical and economic analysis of the different biorefineries was then carried out from the perspective of the 2nd law of thermodynamics, since the inherent study of the 1st law is already widespread. With this, lignocellulosic ethanol and cellulosic butanol were also defined as plant products, in biochemical processes, and syngas, in a thermochemical process. The limit values for the distribution of sugarcane bagasse and syngas for each route were determined and the Kriging modeling methodology from previous studies was used to improve the distribution of biomass. The results of the evaluations showed that from the energy and exergoeconomic point of view, it is interesting to prioritize the production of FT fuels. The exergoeconomic analysis showed that, from the perspective of the main products, the unit costs of output from the external valorization matrix decrease with the increase in the share of bagasse for the biorefinery processes. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Bagaço pt_BR
dc.subject Exergoeconomia pt_BR
dc.subject Biorrefinaria pt_BR
dc.subject Bioetanol pt_BR
dc.subject Cana de açúcar pt_BR
dc.title Análise exergoeconômica de biorrefinarias convencionais e avançadas no setor sucroalcooleiro brasileiro pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2025-02-28
dc.date.available 2025-02-28T18:41:09Z
dc.date.accessioned 2025-02-28T18:41:09Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/4457882002343048 pt_BR
dc.contributor.advisor1 PALACIO, José Carlos Escobar
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/1472037977658347 pt_BR
dc.contributor.advisor-co1 VENTURINI, Osvaldo José
dc.contributor.advisor-co1Lattes http://lattes.cnpq.br/2975606575001382 pt_BR
dc.description.resumo A utilização de fontes renováveis de energia surge como alternativa viável para abastecer a crescente demanda energética mundial. Dentre estas, a biomassa lignocelulósica aparece com grande potencial de geração. Assim sendo, a ideia de biorrefinaria a partir de biomassa da cana de açúcar surge como uma alternativa promissora de aproveitamento energético. Foram realizados vários estudos de caso para comparação do modelo convencional de usina de açúcar e álcool confrontando-o com outras configurações de biorrefinaria. Foram consideradas alternativas bioquímicas para a produção de etanol lignocelulósico e biobutanol, além de alternativas termoquímicas para produção de syngas. O etanol de segunda geração permite um melhor uso da terra, e o biobutanol é um importante insumo para a indústria química. Também foi considerado o processo termoquímico para a produção de syngas, produto bastante versátil e que pode ser usado para fabricação de diversos produtos. Nesse estudo foi considerado o seu uso para a produção de diesel, gasolina, ceras e graxas através da síntese Fischer-Tropsch. Para um exame qualitativo da energia gerada a metodologia utilizada foi a análise exergoeconômica do processo. Logo foi realizada uma análise técnica e econômica das diferentes biorrefinarias do ponto de vista da 2ª lei da termodinâmica, complementando os diversos estudos prévios da 1ª lei. Os valores limites de distribuição de bagaço de cana e de syngas para cada rota foram determinados por estudos prévios publicados para aperfeiçoar a distribuição de insumos. Os resultados das avaliações mostraram que do ponto de vista energético e exergético é interessante priorizar a produção de combustíveis Fischer-Tropsch. A análise exergoeconomica mostrou que, sob a ótica dos principais produtos, os custos unitários de saída da matriz de valorização externa ficam menores com o aumento da parcela de bagaço para os processos da biorrefinaria. 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 SILVA, Rafael Augusto Costa. Análise exergoeconômica de biorrefinarias convencionais e avançadas no setor sucroalcooleiro brasileiro. 2024. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. pt_BR


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