Orientadora: Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra de Pérez / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / O Brasil é destaque mundial no uso de energias renováveis, o setor sucroenergético possui papel chave nesta participação, uma vez que somente os produtos da cana-de-açúcar são responsáveis por 16,9% de toda a oferta de energia do país. Este valor já ultrapassa o fornecido pelas usinas hidroelétricas que é de 11,3%. Parte desse aumento é devido à expansão da área plantada de cana, mas o desenvolvimento tecnológico também tem desempenhado um papel importante. Com o aumento da mecanização da colheita de cana de açúcar e a diminuição da prática de queima prévia da palha nos canaviais em função de protocolos ambientais estabelecidos entre os usineiros e o governo, cresce significativamente a quantidade de palha disponível no campo que pode ser aproveitada. No futuro, os ciclos de vapor supercríticos são uma boa alternativa para centrais de cogeração nas usinas de cana-de-açúcar uma vez que eles podem alcançar valores de eficiência maiores em comparação com os ciclos de vapor utilizados atualmente. Já existem no mundo usinas de cogeração como Avedøre II com ciclos a vapor supercríticos que usam biomassa como combustível. Assim, neste trabalho é analisada a utilização na cogeração de 50 % da palha total produzida no campo misturada com bagaço como combustível que ingressaria na caldeira, o outro 50 % da palha total produzida é deixada no campo. A modelagem do processo de geração de energia elétrica foi feita por médio de balanços de massa e energia, assim como de analises exergeticos com diferentes configurações do sistema de cogeração, incluindo as mais comuns nas usinas sucrooalcoleiras, modificação do ciclo Rankine com regeneradores fechados e reaquecimento, assim como a configuração supercrítica com integração energética do processo, destilação duplo efeito e fermentação híbrida com pervaporação. / In this work a heat integration analysis of first-generation ethanol production process was made. An alternative technology for fermentation process was introduced. Hybrid membrane fermentation was considered as a non-conventional operation, this case of intensification process was used to evaluate its impact over the general energy consumption of the integrated process. For heat integration was regarded the cogeneration system, sugarcane juice evaporation, hybrid fermentation with membrane and distillation. The fuel in this cogeneration system is a bagasse-straw sugarcane mixture. The fermentation and distillation mass balances were taken from the literature. The evaporation and cogeneration stages were simulated, using the fermentation and distillation mass balances as inputs parameters. The sugarcane juice evaporation system was optimized based on heat integration analysis results. The heat-exchanger size for the integrated system was determined according to hot and cold utilities needs. An economic analysis was also accomplished in order to estimate the capital and operating costs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:108555 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Castrillon, Carolina Lopez |
| Contributors | Nebra, Silvia Azucena, Gallego, Antonio Garrido, Arnao, Juan Harold Sosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 118 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=108555&midiaext=75378, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=108555&midiaext=75377, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=108555 |
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