Simulação da produção de etanol como combustível

Abstract

A crescente demanda por novas fontes energéticas, aliada às pressões socioambientais por uma cultura produtiva menos agressiva ao meio ambiente tem contribuído para o desenvolvimento e incentivo à busca de fontes renováveis. Nesse contexto, a produção de etanol hidratado como combustível, a partir da canadeaçúcar, se destaca por ser um processo bastante conhecido e estudado, uma alternativa ao uso de derivados do petróleo. Em razão da sua importância econômica no cenário brasileiro e mundial, nesse projeto de graduação, a partir da utilização do software de simulação ASPEN HYSYS ® , fezse a modelagem e simulação de um processo industrial voltado a produção de etanol hidratado a partir do caldo oriundo da cana, previamente tratado e livre de impurezas. Esse trabalho foi dividido em 4 áreas: etapa anterior à Fermentação, etapa de Fermentação, etapa posterior à Fermentação e etapa de Destilação. Em cada uma dessas etapas, deuse maior ênfase às operações unitárias mais importantes do processo. Além disso, alguns equipamentos foram destacados conforme a sua função para o processo como: o biorreator na etapa de Fermentação e a coluna de destilação convencional na etapa de Destilação. Para o primeiro, utilizouse os parâmetros mais usualmente encontrados na literatura, necessários para o projeto do reator do tipo mistura perfeita ou CSTR. Já para a coluna, foi realizado um estudo de otimização econômica buscando a melhor relação taxa de refluxo em função do número de pratos teóricos. A quantidade de pratos que possibilitou menor investimento total, considerando o recipiente torre, pulmão separador, caldeira, condensador e bomba de refluxo foi igual a 20. A configuração de 4 colunas de destilação: uma convencional de 20 pratos, duas extrativas com 15 e 27 pratos e uma para a recuperação do solvente etilenoglicol é a mais aceita atualmente nos processos industriais.