Grupo Energia Projeto Etanol (mct/nipe)



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tarix21.04.2017
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Grupo Energia - Projeto Etanol (MCT/NIPE)












Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

  • Estágio atual: Usina com destilaria anexa para produção de açúcar e etanol com auto-suficiência energética.

  • Próximo estagio: Produção máxima de etanol, geração de excedente de energia com aproveitamento máximo do bagaço e a palha de cana;

  • Estagio futuro: Biorefinaria que produz, açúcar, etanol, energia e novos produtos a partir da cana







Composição da Cana de Açúcar após colheita

  • Açúcar: 12-18%

  • Fibra: 12-14% (sem computar os resíduos de colheita)

  • Cera 0,1-0,3%

  • Cinza: 2-3%



Conversão da sacarose da cana



Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto



COMPOSIÇÃO DO BAGAÇO DE CANA

  • COMPOSIÇÃO DO BAGAÇO DE CANA













Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto





  • Processo para hidrólise de bagaço que combina pré-tratamento organosolv e hidrólise com ácidos diluídos;

  • Características: dissolução total do bagaço, reação rápida num único reator a pressão de 20-25 Bar e 180-200 ºC;

  • Estagio atual: testado em laboratório e bancada por vários anos, atualmente nos testes iniciais de uma unidade piloto que trata 1 tonelada de biomassa seca por hora para produção de 5000 litros por dia de etanol;

  • No estagio atual o processo esta previsto para aproveitar unicamente as hexoses e operar anexo a destilaria, realizando a fermentação alcoólica num mosto formulado com caldo, xarope ou mel e o licor hidrolítico proveniente do DHR.

  • Vantagens: licor hidrolítico comparativamente mais concentrado, alta taxa de conversão do celulósico, formação de inibidores controlada, flexibilidade para integração com tecnologia futuras (hidrólise enzimática)











Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

  • Expectativas da Hidrólise

  • Um aumento expressivo da produção do etanol sem aumentar a área de plantio

  • A hidrólise de lignocelulósicos não têm atingido ainda viabilidade técnica e econômica;

  • O sucesso para atingir um processo comercial está vinculado a melhorar: pré-tratamentos, otimizar a reação de hidrólise ácida ou enzimática.

  • Desenvolver complexos enzimáticos eficientes e de baixo custo.

  • Os processos devem ser rigorosos no que tange à agressão ao meio ambiente.



A Usina de açúcar com complexo Industrial para produção de novos produtos

  • Matérias primas para produção de novos produtos : açúcar, álcool, xarope,melaço, bagaço, levedura seca, óleo de fusel, torta de filtro, dióxido de carbono, vinhoto;

  • Energia térmica:vapor de baixa pressão para aquecimento(1,5-1,7 Kg/cm²) e alta pressão(20, 40, 60 Kg/cm²);

  • Energia elétrica e mecânica proveniente de vapor de alta pressão (20, 40, 60 Kg/cm² );



Sucroquímica (açúcar, xarope e melaço)

  • Frutoligosacarídeos;

  • Polihidroxibutirato(PHB)

  • Ácido láctico e polilactinas;

  • Ácidos orgânicos: cítrico, glucónico, málico e itacónico (outros ácidos);

  • Aminoácidos e MSG;

  • 1-3 propanodiol;

  • 2-3 butanodiol;

  • Xantana e Dextrana

  • Esteres de sacarose



Produtos a partir de etanol (Alcoolquímica)

  • Rota fermentativa:

  • Ácido acético

  • Rota Química:

    • Rota do etileno: polímeros
    • Rota do aldehído: ácido acético,acetatos


Produtos a partir de bagaço(futuramente resíduos da colheita:pontas e folhas)

  • Furfural,álcool furfurílico, resinas e derivados químicos a partir da rota do furfural

  • xilose e xilitol

  • Hidrólise de bagaço para: hexoses fermenteciveis para etanol, Sucroquímica, HMF e derivados

  • lignina e derivados de lignina

  • papelão e celulose de bagaço

  • aglomerados e MDF



Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

  • Dióxido de carbono

  • Dióxido de carbono de alta pureza e purificação final de baixo custo está disponível numa quantidade equivalente em peso ao volume de etanol produzido

  • CO2 de alta pureza para sínteses químicas

  • Produção de bicarbonatos e carbonatos







Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

  • Recirculação na fermentação: Biostil e outros (dificuldades operacionais)

  • Concentração por membranas (custo elevado)

  • Concentração térmica (incrustações, consumo energético elevado)

  • Biodigestão (baixa taxa de conversão, inibição pelo sulfato)

  • Precipitação de sais (geração de resíduos sólidos)

  • Combustão do vinhoto concentrado (custo elevado, fusão dos sais)



A agroindústria canavieira seqüestra CO2, contribuindo para diminuir o aquecimento global.

  • A agroindústria canavieira seqüestra CO2, contribuindo para diminuir o aquecimento global.

  • O resultante entre a energia empregada na agroindústria e a recuperada na produção de etanol e biomassa é positiva;

  • O setor vem a contribuir expressivamente com a oferta de combustível líquido de origem renovável.

  • A otimização da utilização do bagaço como energético na produção de etanol ira gerar excedentes de biomassa lignocelulósica com potencial para a produção de etanol e outros produtos.

  • A recuperação dos resíduos da colheita ira a aumentar a disponibilidade de biomassa.

  • Do aproveitamento da sacarose contida na cana e o bagaço como energético avança-se em direção a um aproveitamento integral da cana de açúcar.





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