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Previous issue date: 2010-11-19 / This study aims to verify the possibilities of using a sugar mill as a platform for the installation of a biorefinery. The main building blocks for developing a range of products based on sugar were prospectively evaluated. Some products, such as citric acid lysine and sorbitol, are already produced from biomass in the country. Due to the low cost of sugar cane and the availability of fiber for the generation of utilities, the plants proved to be suitable platforms to attach process units, thus generating products with higher added value. The seasonal operation, however, constitutes a big challenge to the viability of these units. The need for fuel storage, for the annual operation of boilers, and for the storage of sugar, molasses or ethanol as raw materials for the process’s attachments, increase the complexity of the operation. Competitive factors such as economies of scale, scope, diversification, differentiation and flexibility were evaluated to provide subsidies for choosing the size of units and types of products and processes. The production of 15,000 tons of sugar cane per day was chosen as a module for efficient production in the region of expansion. This range was adequate for the production of products derived from sucrose that are currently produced in Brazil. However, the production of ethylene by the plant attached routes Ethanol demand milling with capacity to process over 30,000 tons of cane per day. We conducted a case study of a complex involving the production of alcohol, sugar, citric acid, lysine, dry yeast and PHB. At this complex, a soybean oil extraction plant and a biodiesel production plant were attached. The integration of the soy complex showed viability from the point of view of supply of utilities (steam and electricity) and production of feed with soybean meal, lysine and yeast. Soybean production in the remodeling of the sugar cane area has cost reduction benefits of planting and is an alternative integration between energy crops and foods. This production, however, is insufficient to justify the installation of the extractor attached to the biorefinery plants. The biorefinery suggested presented a greater net present value than the single ethanol installation of an autonomous plant used as a reference. For future work were suggested studies of linear programming for the routes of production of intermediate and end products from the building blocks identified, the integration of biorefinery with production of animal protein, with the sorghum and eucalyptus to increase the factor the use of equipment and enable the insertion of advanced technologies such as hydrolysis and gasification processes and production of microalgae for better utilization of CO2. / Este trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de utilização de uma usina de produção de etanol açúcar e energia elétrica como plataforma para implantação de uma biorefinaria. De forma prospectiva, foram avaliados os principais blocos de construção para o desenvolvimento de uma gama de produtos com base em matérias-primas açucaradas. Alguns destes produtos, como o ácido cítrico, a lisina e o sorbitol, já são fabricados a partir de biomassa no país. Devido ao baixo custo do açúcar de cana e da disponibilidade de fibra para geração de utilidades, as usinas se mostraram plataformas adequadas para anexar unidades para geração de produtos com maior valor agregado. A operação sazonal, entretanto, constitui um dos grandes empecilhos para a viabilização destes complexos, levando à necessidade de estocagem de combustível para operação anual das caldeiras, bem como para produção a estocagem de açúcar, melaço ou etanol como matérias-primas para os processos anexos. Fatores de competitividade, como economia de escala, escopo, diversificação, diferenciação e flexibilidade foram avaliados visando fornecer subsídio para escolha do tamanho de unidades e tipos de produtos e processos. A produção de 15.000 toneladas de cana por dia foi escolhida como módulo de produção eficiente para região de expansão. Esta escala se mostrou adequada para a produção dos produtos derivados de sacarose que atualmente são produzidos no Brasil. Entretanto, a integração da produção de eteno por rotas alcoolquímica à usina demanda unidades com capacidade de processamento acima de 30.000 toneladas de cana por dia. Para avaliação das premissas teóricas, foi realizado um estudo de caso de um complexo envolvendo a produção de etanol, açúcar, ácido cítrico, lisina, PHB e leveduras. A este complexo foi anexada uma unidade de extração de óleo de soja e uma planta de produção de biodiesel. A integração do complexo soja se mostrou viável sob o ponto de vista de suprimento de utilidades (vapor e energia elétrica) e produção de rações de farelo de soja com lisina e levedura. A produção de soja na reforma da área de cana apresenta benefícios de redução de custo de plantio, sendo uma alternativa de integração entre culturas energéticas e de alimentos. Esta produção, entretanto, é insuficiente para justificar a instalação de extratoras de soja anexas a usinas. A biorefinaria sugerida apresentou um valor presente líquido superior ao da instalação de uma usina autônoma utilizada como referência. Para futuros trabalhos foram sugeridos estudos de programação linear para as rotas de produção dos produtos intermediários e finais a partir dos blocos de construção identificados, a integração da biorefinaria com unidades de produção de proteína animal, com a cultura do sorgo e eucalipto. Esta integração tem como objetivo aumentar o fator de utilização dos equipamentos e possibilitar a inserção de tecnologias avançadas, por rotas de hidrólise e gaseificação além da produção de microalgas para melhor aproveitamento do CO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bibliotecadigital.fgv.br:10438/8268 |
| Date | 19 November 2010 |
| Creators | Oliveira, André Bello de |
| Contributors | Escolas::EESP, Azevedo, Paulo Furquim de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional do FGV, instname:Fundação Getulio Vargas, instacron:FGV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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