Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: Kléber Pereira Lanças / Banca: José Mauro Santana da Silva / Resumo: A cogeração de energia elétrica é um potencial de receita para as unidades industriais com o aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar, que são o excedente de bagaço da operação industrial e o palhiço proveniente da operação agrícola. Em relação ao palhiço de cana-de-açúcar, considerando os aspectos ambientais e operacionais agrícolas, o seu emprego na cogeração tem se tornado atrativo. Aliado ao compromisso de eliminação de 100% de queimadas nas áreas mecanizáveis, prevista pelo Protocolo Agroambiental para 2017 no Estado de São Paulo, também é favorável à retirada do palhiço do campo a susceptibilidade à infestação de pragas possibilitada pela permanência deste resíduo da colheita mecanizável sobre o solo, além de impacto em produtividade e custo das novas brotas da cana-de-açúcar após a colheita em relação ao manejo de plantas invasoras e ervas daninhas. Com foco no rendimento e qualidade do palhiço recebido na indústria, o objetivo deste trabalho foi avaliar propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais do palhiço de cana-de-açúcar utilizado em duas unidades industriais do centro-oeste paulista para cogeração de energia, da ordem de 100.000 toneladas de palhiço processadas entre 2009 e 2010. Buscou-se correlação estatística entre as propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais para representar este fornecimento de palha. Foram avaliadas a influência da precipitação pluviométrica em relação à umidade do palhiço e a influência da classificação textural dos solos em relação à impureza mineral do palhiço. Sob os aspectos técnico e econômico, é relevante para a indústria reduzir os impactos de impureza mineral e umidade do palhiço. Quanto menor a impureza mineral, menor abrasividade no processamento do palhiço, desde o preparo... (Resumo completo, clicar aesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrical energy cogeneration with sugar cane bagasse excess is a opportunity for earings. Considering envaironmental and agricuture aspects, the use of sugar cane trash becames a atractive business. At the same way according betwing sugar cane produtors in São Paulo States have a target for 100% harvister burn elimination until 2017, the possibilities of sics with trash take away under soil and low productive of new plant to next season. With focus in quality of the trash received at industry, the subjective of this study it was analise properties of sugar cane trash used to eletrical energy cogeneration in a Mill industrial plant, about 100.000 tons of cane sugar trash processed during the study. The properties studied was moisture, mineral contents and calorific power. Addedly it was analise the influence of pluviometric indice in the sugar cane trash. About tecnical and economic aspects, it is important to industry decreese impacts of mineral contents and moisture. How many low is the mineral content, less abrasivity conditions in the process, since trash prepar thruthly burnnig until ash discharge in the boiler, resulting in betther equipament conservation and less solids dust. How many low is the moisture, means high prouctive in the cut operation in trash prepar, and higther is the trash calorific power. The statistical correlation showed low relavance betwen mineral content and trash moisture than indicate that there are agronomic factors of soil and/or harvester process that determine mineral content independent of trash moisture in the trash delivered at industry / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:11:18Z : No. of bitstreams: 1 costa_mxr_me_botfca.pdf: 817928 bytes, checksum: b58b21fc896164657a96331a23590d24 (MD5) / A cogeração de energia elétrica é um potencial de receita para as unidades industriais com o aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar, que são o excedente de bagaço da operação industrial e o palhiço proveniente da operação agrícola. Em relação ao palhiço de cana-de-açúcar, considerando os aspectos ambientais e operacionais agrícolas, o seu emprego na cogeração tem se tornado atrativo. Aliado ao compromisso de eliminação de 100% de queimadas nas áreas mecanizáveis, prevista pelo Protocolo Agroambiental para 2017 no Estado de São Paulo, também é favorável à retirada do palhiço do campo a susceptibilidade à infestação de pragas possibilitada pela permanência deste resíduo da colheita mecanizável sobre o solo, além de impacto em produtividade e custo das novas brotas da cana-de-açúcar após a colheita em relação ao manejo de plantas invasoras e ervas daninhas. Com foco no rendimento e qualidade do palhiço recebido na indústria, o objetivo deste trabalho foi avaliar propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais do palhiço de cana-de-açúcar utilizado em duas unidades industriais do centro-oeste paulista para cogeração de energia, da ordem de 100.000 toneladas de palhiço processadas entre 2009 e 2010. Buscou-se correlação estatística entre as propriedades físico-químicas de umidade e impurezas minerais para representar este fornecimento de palha. Foram avaliadas a influência da precipitação pluviométrica em relação à umidade do palhiço e a influência da classificação textural dos solos em relação à impureza mineral do palhiço. Sob os aspectos técnico e econômico, é relevante para a indústria reduzir os impactos de impureza mineral e umidade do palhiço. Quanto menor a impureza mineral, menor abrasividade no processamento do palhiço, desde o preparo... / The electrical energy cogeneration with sugar cane bagasse excess is a opportunity for earings. Considering envaironmental and agricuture aspects, the use of sugar cane trash becames a atractive business. At the same way according betwing sugar cane produtors in São Paulo States have a target for 100% harvister burn elimination until 2017, the possibilities of sics with trash take away under soil and low productive of new plant to next season. With focus in quality of the trash received at industry, the subjective of this study it was analise properties of sugar cane trash used to eletrical energy cogeneration in a Mill industrial plant, about 100.000 tons of cane sugar trash processed during the study. The properties studied was moisture, mineral contents and calorific power. Addedly it was analise the influence of pluviometric indice in the sugar cane trash. About tecnical and economic aspects, it is important to industry decreese impacts of mineral contents and moisture. How many low is the mineral content, less abrasivity conditions in the process, since trash prepar thruthly burnnig until ash discharge in the boiler, resulting in betther equipament conservation and less solids dust. How many low is the moisture, means high prouctive in the cut operation in trash prepar, and higther is the trash calorific power. The statistical correlation showed low relavance betwen mineral content and trash moisture than indicate that there are agronomic factors of soil and/or harvester process that determine mineral content independent of trash moisture in the trash delivered at industry

Em função do crescimento populacional e econômico brasileiro, o sistema elétrico nacional está sempre em modificação a fim de atender às necessidades do país. Na última década, ganhou destaque o aumento da geração termoelétrica na matriz elétrica nacional, primeiro proveniente do gás natural, e mais recentemente de fontes renováveis, como a cogeração termoelétrica proveniente do bagaço de cana. Em virtude desta realidade, é importante que, frente ao volume significativo e crescente de centrais de cogeração no país, seja pensada uma forma de administrar esta parcela da geração de maneira a se aprimorar de forma constante o desempenho destes sistemas. No entanto, verifica-se que os programas de eficiência energética no Brasil e no mundo estão geralmente associados aos usos finais de energia elétrica e praticamente inexiste uma ação estruturada de gestão da eficiência nas transformações energéticas para geração de eletricidade ao longo de sua operação. Portanto, este trabalho tem como objetivo, propor uma metodologia de gestão continuada da eficiência energética de centrais de cogeração a biomassa que operam em ciclo Rankine no Brasil. A metodologia está baseada no ciclo de melhoria contínua da qualidade, conhecido como PDCA. São estabelecidas as etapas para implementação da metodologia: enquadramento, cálculo, medição, verificação e ação. O parâmetro escolhido para cálculo e medição na metodologia é o fator de utilização de energia (FUE). A implementação da metodologia permite passar por cada fase do ciclo PDCA: planejamento, execução, verificação e ação. O ciclo Rankine foi o escolhido para o desenvolvimento do modelo de aplicação por representar a totalidade das centrais de cogeração a biomassa no Brasil. É apresentado um estudo de caso no qual a metodologia foi aplicada a duas centrais de cogeração enquadradas em classes semelhantes. Os resultados demonstram a validade da metodologia para o propósito de implementar um sistema de gestão continuada da eficiência energética global em centrais de cogeração a biomassa. São por fim recomendadas as ações de melhoria decorrentes da aplicação do ciclo nas centrais, e recomendações de desenvolvimento futuro complementares a este trabalho. / Due to the Brazilian population and economic growth, the national grid is in continuous change in order to meet the country needs. During the last decade, the highlights are the thermoelectric generation expansion, first by natural gas plants growth and recently by alternative renewable cogeneration sugarcane bagasse plants. Due to this situation, face to the significant growing number of biomass cogeneration plants in Brazil, it is important to think a way to manage this electric generation portion in order to have a continuous improvement of its performance. However, it is noticed that the energy efficiency policies either in Brazil or worldwide are usually connected to end uses of electricity and actually there is not any structured action towards the energy efficiency management for electricity generation along operation. Thus, this work proposes a methodology for energy efficiency management in Rankine cycle operated biomass cogeneration plants in Brazil. The methodology is based on the so called PDCA continual improvement cycle. The steps for implementation of the methodology: classification, calculation, measurement, verification and action, are established. The energy utilization factor (EUF) was chosen for calculation and measurement in the methodology. The implementation of it permits to pass through each phase of PDCA cycle: plan, do, check and act. The Rankine cycle was chosen for the application model development because it represents 100% of biomass cogeneration commercial plants operating in Brazil. A application of the methodology for two cogeneration plants with the same class is presented in the study case. The results show the validity of the application of the proposed methodology for establishment of an overall energy efficiency management system in biomass cogeneration plants. Improvement actions are recommended as results from the application of the cycle. Further development recommendations for this work are also presented.

Em função do crescimento populacional e econômico brasileiro, o sistema elétrico nacional está sempre em modificação a fim de atender às necessidades do país. Na última década, ganhou destaque o aumento da geração termoelétrica na matriz elétrica nacional, primeiro proveniente do gás natural, e mais recentemente de fontes renováveis, como a cogeração termoelétrica proveniente do bagaço de cana. Em virtude desta realidade, é importante que, frente ao volume significativo e crescente de centrais de cogeração no país, seja pensada uma forma de administrar esta parcela da geração de maneira a se aprimorar de forma constante o desempenho destes sistemas. No entanto, verifica-se que os programas de eficiência energética no Brasil e no mundo estão geralmente associados aos usos finais de energia elétrica e praticamente inexiste uma ação estruturada de gestão da eficiência nas transformações energéticas para geração de eletricidade ao longo de sua operação. Portanto, este trabalho tem como objetivo, propor uma metodologia de gestão continuada da eficiência energética de centrais de cogeração a biomassa que operam em ciclo Rankine no Brasil. A metodologia está baseada no ciclo de melhoria contínua da qualidade, conhecido como PDCA. São estabelecidas as etapas para implementação da metodologia: enquadramento, cálculo, medição, verificação e ação. O parâmetro escolhido para cálculo e medição na metodologia é o fator de utilização de energia (FUE). A implementação da metodologia permite passar por cada fase do ciclo PDCA: planejamento, execução, verificação e ação. O ciclo Rankine foi o escolhido para o desenvolvimento do modelo de aplicação por representar a totalidade das centrais de cogeração a biomassa no Brasil. É apresentado um estudo de caso no qual a metodologia foi aplicada a duas centrais de cogeração enquadradas em classes semelhantes. Os resultados demonstram a validade da metodologia para o propósito de implementar um sistema de gestão continuada da eficiência energética global em centrais de cogeração a biomassa. São por fim recomendadas as ações de melhoria decorrentes da aplicação do ciclo nas centrais, e recomendações de desenvolvimento futuro complementares a este trabalho. / Due to the Brazilian population and economic growth, the national grid is in continuous change in order to meet the country needs. During the last decade, the highlights are the thermoelectric generation expansion, first by natural gas plants growth and recently by alternative renewable cogeneration sugarcane bagasse plants. Due to this situation, face to the significant growing number of biomass cogeneration plants in Brazil, it is important to think a way to manage this electric generation portion in order to have a continuous improvement of its performance. However, it is noticed that the energy efficiency policies either in Brazil or worldwide are usually connected to end uses of electricity and actually there is not any structured action towards the energy efficiency management for electricity generation along operation. Thus, this work proposes a methodology for energy efficiency management in Rankine cycle operated biomass cogeneration plants in Brazil. The methodology is based on the so called PDCA continual improvement cycle. The steps for implementation of the methodology: classification, calculation, measurement, verification and action, are established. The energy utilization factor (EUF) was chosen for calculation and measurement in the methodology. The implementation of it permits to pass through each phase of PDCA cycle: plan, do, check and act. The Rankine cycle was chosen for the application model development because it represents 100% of biomass cogeneration commercial plants operating in Brazil. A application of the methodology for two cogeneration plants with the same class is presented in the study case. The results show the validity of the application of the proposed methodology for establishment of an overall energy efficiency management system in biomass cogeneration plants. Improvement actions are recommended as results from the application of the cycle. Further development recommendations for this work are also presented.

Após a divulgação recente pela Petrobrás, da descoberta de uma grande quantidade de Gás Natural (GN) na bacia de Santos, as políticas de incentivo ao seu consumo e conseqüente aumento de sua participação na matriz energética nacional ganham força. Aliada a isto, a busca crescente da adoção dos conceitos do Desenvolvimento Sustentável (DS) e do Planejamento Integrado de Recursos (PIR) na utilização dos recursos energéticos em favor da sociedade, necessita da implementação de novos métodos de abordagem dos usos destes recursos de forma integrada. Este trabalho tem como objetivo estudar a contribuição do GN no Setor Elétrico. O estudo será feito através de uma análise de cenários de expansão do mercado do gás no estado de São Paulo a partir da previsão indicativa de usinas termelétricas do Plano Decenal de expansão do Setor Elétrico. Para isto, serão estudados os usos do GN diretamente associados à energia elétrica no país: geração termelétrica, cogeração industrial e aquecimento residencial de água para banho. Após a apresentação dos usos e suas tecnologias, será proposta a metodologia para a execução deste estudo. A metodologia será baseada nos aspectos de Consumo de Gás Natural, Custo de Investimento e Emissão de CO2. Será então desenvolvido um estudo de caso aplicado à região central do estado de São Paulo, nas proximidades do Gasoduto Bolívia Brasil (GASBOL), região com alto grau de industrialização e infra-estrutura, e próxima dos principais pontos da malha de Gás Natural existente no país. Os resultados apontam para a importância da integração entre os planejamentos dos setores de GN e EE, dando mais atenção aos usos distribuídos do GN, que possuem maior rendimento e contribuem ainda mais para o Desenvolvimento Sustentável. / After the recent announcement by Petrobrás about the discovery on a large amount of Natural Gas (NG) in the Santos Field, consumption incentive policies and the expectation about its growth on national energy matrix are taking place again. Besides, the growing search towards the Sustainable Development (SD) and Integrated Resource Planning (IRP) concepts on energetic resources utilization at service of society needs new integrated resources utilization approach methods. This dissertation intends to study the contribution of Natural Gas use on Electric Energy Sector. The study is based on a market expansion scenarios analysis applied to the São Paulo NG market starting from the indicative thermoelectric plants planning presented on the Electric Brazilian Sector Expansion Decade Plan. For this, the straightly related to EE uses of NG: thermoelectric generation, industrial cogeneration and residential water heating are being discussed. After the uses and their technology discussion, the methodology for this study execution will be presented. It is based on NG Consumption, Investment Cost and CO2 Emission. It will be then presented a case study applied to the central region of São Paulo State, on the neighbors of Bolivia-Brazil Gas Duct (GASBOL), a region with good industrialization and infrastructure degree, near to the most important points of Brazilian NG mesh. The results show the importance of the integration between NG and EE sectors planning, with special attention to the distributed uses of NG, more efficient and better contributing to the sustainable development.

Após a divulgação recente pela Petrobrás, da descoberta de uma grande quantidade de Gás Natural (GN) na bacia de Santos, as políticas de incentivo ao seu consumo e conseqüente aumento de sua participação na matriz energética nacional ganham força. Aliada a isto, a busca crescente da adoção dos conceitos do Desenvolvimento Sustentável (DS) e do Planejamento Integrado de Recursos (PIR) na utilização dos recursos energéticos em favor da sociedade, necessita da implementação de novos métodos de abordagem dos usos destes recursos de forma integrada. Este trabalho tem como objetivo estudar a contribuição do GN no Setor Elétrico. O estudo será feito através de uma análise de cenários de expansão do mercado do gás no estado de São Paulo a partir da previsão indicativa de usinas termelétricas do Plano Decenal de expansão do Setor Elétrico. Para isto, serão estudados os usos do GN diretamente associados à energia elétrica no país: geração termelétrica, cogeração industrial e aquecimento residencial de água para banho. Após a apresentação dos usos e suas tecnologias, será proposta a metodologia para a execução deste estudo. A metodologia será baseada nos aspectos de Consumo de Gás Natural, Custo de Investimento e Emissão de CO2. Será então desenvolvido um estudo de caso aplicado à região central do estado de São Paulo, nas proximidades do Gasoduto Bolívia Brasil (GASBOL), região com alto grau de industrialização e infra-estrutura, e próxima dos principais pontos da malha de Gás Natural existente no país. Os resultados apontam para a importância da integração entre os planejamentos dos setores de GN e EE, dando mais atenção aos usos distribuídos do GN, que possuem maior rendimento e contribuem ainda mais para o Desenvolvimento Sustentável. / After the recent announcement by Petrobrás about the discovery on a large amount of Natural Gas (NG) in the Santos Field, consumption incentive policies and the expectation about its growth on national energy matrix are taking place again. Besides, the growing search towards the Sustainable Development (SD) and Integrated Resource Planning (IRP) concepts on energetic resources utilization at service of society needs new integrated resources utilization approach methods. This dissertation intends to study the contribution of Natural Gas use on Electric Energy Sector. The study is based on a market expansion scenarios analysis applied to the São Paulo NG market starting from the indicative thermoelectric plants planning presented on the Electric Brazilian Sector Expansion Decade Plan. For this, the straightly related to EE uses of NG: thermoelectric generation, industrial cogeneration and residential water heating are being discussed. After the uses and their technology discussion, the methodology for this study execution will be presented. It is based on NG Consumption, Investment Cost and CO2 Emission. It will be then presented a case study applied to the central region of São Paulo State, on the neighbors of Bolivia-Brazil Gas Duct (GASBOL), a region with good industrialization and infrastructure degree, near to the most important points of Brazilian NG mesh. The results show the importance of the integration between NG and EE sectors planning, with special attention to the distributed uses of NG, more efficient and better contributing to the sustainable development.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2605589 bytes, checksum: d958d98e8d432a97a6c6392aa35de6d0 (MD5) Previous issue date: 2011-09-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work aimed to study the energy capacity of the cake originating from malt beer at different moisture levels for energy, through description and analysis of economic viability. Sample collection was made in a company located in the city of João Pessoa-PB. Physical and chemical analysis were carried out to determine the chemical composition, where it was found their consumption potential for both animal feed and for human consumption. The immediate analysis showed high levels of volatile materials and low content of fixed carbon. The samples were characterized according to the humidity, higher calorific value and density. Moisture content were obtained (50%, 40%, 30%, 20% and 15%) and gross calorific value ranging from 2656 to 5025 kcal.kg-1 for the highest and lowest humidity respectively. The proposed regression model was able to express in more than 98% the relationship between higher calorific value and moisture content, and more than 92% compared to gross calorific value and density. With regard to economic feasibility, can be seen that all schemes of work proposed for the new working configuration of boilers were viable and the most profitable decreased by 49.98% in the cost of natural gas, that is, an economy R$ 3,900,842.00 per year. You can check that the malt bagasse as an energy source is feasible. / Este trabalho teve como objetivo estudar a capacidade energética do bagaço de malte oriundo de cervevf jarias em diferentes níveis de umidade para fins energéticos, mediante caracterização e análise de viabilidade econômica. A coleta da amostra foi feita em uma empresa situada na cidade de João Pessoa-PB. Foram realizadas análises físico-químicas para determinação da composição centesimal, onde foi constatado seu potencial de consumo tanto para ração animal como para alimentação humana. A análise imediata apresentou elevados teores de materiais voláteis e baixos teores de carbono fixo. As amostras foram caracterizadas de acordo com a umidade, poder calorífico superior e densidade. Foram obtidas umidades de (50%, 40%, 30%, 20% e 15%) e poder calorífico superior variando de 2.656 a 5.025 kcal.kg-1 para a maior e menor umidade respectivamente. Os modelos de regressões propostos puderam expressar em mais de 98% a relação entre poder calorífico superior e teor de umidade e mais de 92% a relação poder calorífico superior e densidade. Com relação à viabilidade econômica, pode-se perceber que todos os regimes de trabalho propostos para a nova configuração de trabalho das caldeiras foram viáveis e o regime mais rentável apresentou uma redução de 49,98% nos custos com gás natural, ou seja, uma economia de R$ 3.900.842,00 por ano. Pode-se verificar que o bagaço de malte é viável como fonte energética.

Orientador: Marcelo Fernandes de Oliveira / Banca: Luís Antônio Paulino / Banca: Rafael Villa / Resumo: Na contemporaneidade, as discussões ambientais permeiam a agenda política global. Isso porque as degradações ao meio ambiente possuem impactos que vão além das fronteiras nacionais dos Estados. A interdependência dos países implica em pensar o problema em âmbito transnacional. Entretanto, supomos que a sociedade, com um modelo econômico baseado na ênfase no lucro, não se sensibiliza com a questão ambiental. Nesse contexto, o caso das mudanças climáticas nos comprova que se faz necessária uma articulação que vise a cooperação internacional, pois atitudes isoladas não são suficientes para conter o aquecimento global. Nessa direção, buscamos compreender nesse estudo os motivos que conduziram os países a negociarem um regime internacional do meio ambiente. Em específico, trataremos da criação do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo e do estudo empírico da cogeração de energia no setor sucroalcooleiro brasileiro, pois estes vêm sendo apresentados como possíveis alternativas econômicas para a sustentabilidade ambiental e para a mitigação do delicado problema climático que a humanidade terá que enfrentar no século XXI / Abstract: Nowadays, the environment matters take part in the global political agenda. This happens because the environment degenaretion results in impacts that are beyond the state boundaries. The interdependency among the countries incite us necessarily to think about the problem in the internacional ambit. Though, it is supposed that the society based on economical pattern of profit is not sensitive to the enviromental matter. In this context, the climate change issue proves that an articulation focused in the internacional cooperacion is necessary, then isolated attitudes are not enough to hold the global warming. According to this view, this study attempts to comprehend the reasons that led the contries to negociate an internacional regime. Specifically, we deal with the creation of the Clean Development Mecanism and the empirical study of energy cogeneration in sugar and alcohol sector as an economical alternative to sustain the environment and to appease the delicated climate problem that the mankind must face in the twenty-one century / Mestre

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-17T10:52:03Z No. of bitstreams: 1 TeseCP.pdf: 2825439 bytes, checksum: 16d1517bec92aa34e219500473b768b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-24T19:46:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCP.pdf: 2825439 bytes, checksum: 16d1517bec92aa34e219500473b768b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-24T19:46:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCP.pdf: 2825439 bytes, checksum: 16d1517bec92aa34e219500473b768b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T19:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCP.pdf: 2825439 bytes, checksum: 16d1517bec92aa34e219500473b768b0 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Soybean seed is a renewable feedstock and the production process of soybean meal and soybean refined oil generates residues that can be exploited, in such a way that the biorefinery concept can be applied to this production process. For this reason, this work aimed to analyse the employment of the biorefinery concept to a soybean crushing and refining facility, exploiting applications for the residues generated during the process. For that, first, information and data from literature about the traditional manufacture process of soybean meal and refined soybean oil were collected and the residues produced during this process were identified. Once the residues were recognized, data in academic literature about possible applications for the residues were collected. Next, the traditional process for producing soybean refined oil and defatted meal was simulated using a commercial simulator. The amounts of residues generated and energetic requirements were calculated. The amount of residues generated during soy protein concentrate (SPC) and soy protein isolate (SPI) process production were also obtained by simulations of these processes. Following, an application for each residue (except for SPI residues) was simulated in the same software and the results were analysed. It was verified that soybean straw and hulls could fulfill the energetic demand of the crushing, refining and biodiesel production process and even a surplus of electricity could be generated, especially when biodiesel was also used as a boiler fuel. Four residues from refining process are generated: gums, soapstock, spent bleaching earth and deodorizer distillate. From gums, it is possible to produce lecithin. From soapstock and spent bleaching earth, biodiesel can be generated, although it generates more residues and consumes more steam than the production of biodiesel from degummed oil. From deodorizer distillate, it is possible to concentrate tocopherols, which is an antioxidant and can be sold for its antioxidant properties. Soybean molasses generated during the concentration of proteins from soybean meal can also be used for electrical energy production. / A soja é uma matéria-prima renovável e o processo de produção de farelo e óleo refinado de soja gera alguns resíduos que podem ser aproveitados, de forma que o conceito de biorrefinaria pode ser aplicado a esse processo produtivo. Dessa forma, esse trabalho objetivou analisar a aplicação do conceito de uma biorrefinaria a uma instalação processadora de soja, buscando aplicação para os resíduos produzidos durante o processo. Para isso, primeiro coletaram-se informações e dados na literatura sobre o processo tradicional de produção de farelo desengordurado e óleo refinado de soja e os resíduos gerados durante esse processo foram identificados. Uma vez identificados os resíduos do processo, dados na literatura acadêmica sobre possíveis aplicações para esses resíduos foram coletados. A seguir, o processo tradicional de produção de óleo de soja refinado e farelo desengordurado foi simulado por meio de um software comercial. A quantidade de resíduos gerados e as demandas energéticas do processo foram obtidas. A quantidade de resíduos gerados durante o processo de fabricação de proteína de soja concentrada (PSC) e proteína de soja isolada (PSI) também foi calculada. Posteriormente, uma aplicação para os resíduos gerados (exceto os resíduos do processo de produção de PSI) foram simulados no mesmo software e os resultados foram analisados. Verificou-se que utilizando a casca e a palha da soja, toda a necessidade energética, tanto térmica quanto elétrica, do processo de produção de farelo, óleo refinado e biodiesel a partir do óleo degomado é satisfeita e até mesmo uma quantidade adicional de energia elétrica pode ser gerada, ainda mais quando o biodiesel também é usado como combustível na caldeira. Quatro resíduos são gerados durante o processo de refino do óleo: gomas, borra, terra clarificante gasta com óleo residual e destilado desodorizado. A partir das gomas, pode-se produzir a lecitina de soja. Da borra e terra clarificante gasta com óleo residual, pode-se produzir biodiesel, mas mais resíduos são gerados e mais vapor é consumido quando comparado à produção de biodiesel a partir do óleo degomado de soja. Os tocoferóis presentes no destilado desodorizado podem ser concentrados e vendidos devido às suas propriedades antioxidantes. O melaço da soja, gerado durante o processo de concentração das proteínas do farelo, também pode ser usado para a geração de energia elétrica.

Orientador: Silvia Azucena Nebra de Pérez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:25:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PalaciosBereche_Reynaldo_D.pdf: 4111250 bytes, checksum: 43defaf6dca45a15dd8d50bbb286f989 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A produção de etanol a partir da hidrolise enzimática do bagaço e eventualmente da palha se apresenta como uma alternativa de grande interesse, uma vez que permite ampliar significativamente a produção sem necessidade de aumentar a área plantada de cana. Não obstante, a introdução da hidrolise se apresenta como um verdadeiro desafio uma vez que o bagaço e o combustível do processo atual e ao mesmo tempo e matéria prima para o novo. Assim, o presente estudo tem como objetivo elaborar propostas de integração energética, e realizar avaliações do potencial de incremento da produção de etanol do processo integrado. Para este fim foi utilizado o simulador Aspen Plus® como ferramenta de analise e o método Pinch-Point para realizar a integração energética. Um estudo foi realizado com a finalidade de verificar se as propriedades das substancias envolvidas no processo são calculadas apropriadamente pelo simulador. O sistema de cogeração também foi modelado no simulador e depois inserido na modelagem do processo de produção. Em uma primeira analise foi modelado o processo de produção de etanol por hidrolise enzimática inserido no processo convencional considerando o arranjo (layout) usual das usinas sucroalcooleiras hoje. Os resultados desta analise foram modestos apresentando um incremento na produção de etanol de 9,7%, o que indicou que mudanças que visem a otimização do sistema em termos de uso de energia devem ser realizadas no processo tradicional. Em um segundo estudo foi avaliado o potencial de produção de etanol considerando a integração térmica das correntes do processo, utilizando o método Pinch-Point, e visando a minimização do consumo de utilidades quentes e frias. Este segundo estudo apresentou melhores resultados, atingindo um incremento na produção de etanol de 22,4% quando são consideradas membranas para a concentração do licor de glicose obtido no processo de hidrolise / Abstract: Ethanol production process by enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse and eventually from sugarcane trash presents itself as an interesting alternative since to it allows a significant ethanol production increase without needing to increase the planted area. The introduction of the hydrolysis process is a true challenge, since bagasse is the fuel of the current process while it is raw material for the hydrolysis process. Thus, the aim of this study is to accomplish proposals for energy integration of processes and to assess the ethanol production potential from the hydrolysis process integrated to the conventional process. Simulator Aspen Plus was used as analysis tool and Pinch-Point method was applied in order to perform the thermal integration of the system. A study of properties was carried out to verify the simulator accuracy in property calculations. The cogeneration system was modeled in the simulator and after, it was inserted into the modeling of the ethanol production process. In a first analysis the enzymatic hydrolysis process inserted in the conventional process, considering the current configuration of sugarcane mills today, was modeled. The results of this preliminary study were modest obtaining an ethanol production increase of 9,7%, which indicates that changes in conventional production process should be done. These changes should improve and optimize the system in terms of energy use. In a second analysis the potential of ethanol production was evaluated, considering the heat integration of process streams using the Pinch Point method. This method aims to minimize the consumption of hot and cold utilities in the integrated system. This second analysis presented better results, obtaining an ethanol production increase of 22,4% when the concentration of glucose liquor is accomplished by a membrane system / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica