Simulação e otimização de um processo integrado de produção de bioetanol de primeira, segunda e terceira geração

Resumo

O crescente interesse mundial por biocombustíveis líquidos como bioetanol, fruto do aumento do preço do petróleo e da necessidade de diminuir a emissão de gases causadores do efeito estufa, motiva as buscas por meios de produção mais eficientes. A produção de etanol no Brasil iniciou na década de 70 com o programa Pro-Álcool, de forte cunho estatal, e, atualmente, o crescimento no consumo de álcool aumentou vertiginosamente sobretudo na área automobilística, como aditivo a gasolina ou como combustível. Para o futuro, espera-se crescimento para uso como matéria-prima na fabricação de produtos químicos (Alcoolquímica). Para isto, estudos ao redor do mundo estão sendo rapidamente e competitivamente feitos no sentido de estudar e resolver inúmeros problemas ainda existentes no processo de obtenção de etanol e separação de subprodutos via destilação, visando aspectos econômicos, ambientais e tecnológicos, focando aspectos dinâmicos, de diluição, de concentração e de interação entre componentes. Vinculado ao Projeto Temático BIOEN - "Um Processo Integrado para Produção Total de Bioetanol e Emissão Zero de CO2", este projeto de pesquisa tem como objetivo simular um processo integrado de produção de bioetanol, através da integração da primeira geração de bioetanol (produzido a partir do melaço de cana-de-açúcar), segunda geração (produzido a partir do bagaço da cana) e da terceira geração (produzido a partir de biomassa de algas ou por fermentação ou reação catalítica de gás de síntese), visando à intensificação do processo de produção de bioetanol, empregando o conceito de biorrefinaria. Será realizada a simulação do processo de produção de bioetanol, avaliando as três gerações, bem como diferentes configurações de processo, de forma a obter alta produtividade de bioetanol, baixa geração de resíduos e emissão zero de CO2. A simulação do processo convencional de destilação de bioetanol também será realizada. Processos alternativos de destilação de bioetanol serão propostos, com o objetivo de reduzir o consumo de energia e a perda de etanol que ocorre no processo convencional de destilação. A simulação do processo integrado de produção de bioetanol será realizada com o auxílio do simulador comercial ASPEN PLUS®. Dados e informações industriais de outras pesquisas já realizadas e em andamento, no grupo de trabalho dos Laboratórios de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) e Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA), onde este projeto será realizado, e da literatura serão utilizados para a construção do ambiente de simulação. (AU)