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26/06/2008Programa Bioenergia
Paulo Seleghim JúniorNETeF / EESC / USPseleghim@sc.usp.br
Tecnologias Industriais para o Processamento de Bagaço
de Cana Visando a Produção de Álcool Celulósico
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Equipe
CoordenadorPaulo Seleghim Jr. USP/EESC (PQ1C)
Pesquisadores principais Arthur Vieira Porto USP/EESC (PQ1C) Igor Polikarpov USP/IFSC (PQ1A) Pesquisadores colaboradores Fernando Eduardo Milioli USP/EESC (PQ2) Gherhardt Ribatski USP/EESC (PQ2) Glauco A.P. Caurin USP/EESC (PQ2) Oscar M. R. Hernandez USP/EESC (PQ2) Ricardo Yassushi Inamasu Embrapa (PQ2)Pesquisadores associados
Maurício Boscolo UNESPSandra Helena da Cruz USP/ESALQ
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Motivação
ÁLCOOL CELULÓSICO DE CANA NÃO É ECONOMICAMENTE VIÁVEL ATUALMENTE !
Algumas razões: 1) Alternativas financeiramente vantajosas para aproveitamento do bagaço e palha (cogeração, alcoolquímica, etc.), 2) Tecnologias disponíveis para outras fontes de celulose (milho, madeira, etc.), 3) Tecnologia desenvolvida para escalas laboratoriais ( ~ kilos/hora) 4) Fatores econômicos externos, 5) Alto consumo energético 6) Etc.
Motivação
PRODUÇÃO DE ÁLCOOL CELULÓSICO DEVE SE HARMONIZAR À ESTRUTURA DE PRODUÇÃO !
DIFUSOR
bagaço
CALDEIRA
caldo
AÇUCAR ÁLCOOL
energia
cana picada
excedente
excedente
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Processamento em uma usina sucro-alcoleira
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Objetivos
Disponibilização da celulose e hemicelulose através do pré-processamento do bagaço de cana por explosão de vapor coadjuvada por ação química
Tecnologias para a produção de álcool celulósico em escala industrial (100-500 ton / hora)
Meta global
Metas específicas
Estudos fenomenológicos e caracterização químico-estrutural do bagaço pré-processado (porosimetria / análises químicas)
Equipamento piloto para processamento contínuo ou semi-contínuo por explosão de vapor ( < 100 kg/h )
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Metas específicas
Estudos fenomenológicos e caracterização químico-estrutural do bagaço pré-processado (porosimetria / análises químicas)
Mecanismos da explosão de vapor e relação entre parâmetros operacionais e características da fibra pré-processada:
granulometriatemperatura
pressãotempo de
residênciapH
etc.
porosimetriaDTA, TGA% celulose% hemicelulose% ligninaetc.
screening
testes de bancada
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Metas específicas
Equipamento piloto para processamento contínuo ou semi-contínuo por explosão de vapor ( < 100 kg/h )
Desempenho, balanços energéticos, economicidade, etc...
pré-tratamento Hidrólise Fermentação Destilação
processo amplamente conhecido
(incorporado ao caldo)
poucas informação na
literatura aberta
simulações em equipamento
piloto
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Equipamento piloto
picador
desfibrilador
bagaço
aquecedor
pH
1 atm60ºC
20 atm60ºC
vaso pressão20 atm, 150ºC
30 mincaldeira
tanque de expansão
hidrólise
separação
fermentador
queimador
enzimas
lignina
vapor
glicose
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Infra-estrutura disponível
Porosímetro, calorímetroAnalisadores TGA e DTACromatógrafos líquido e gásCâmera de vídeo rápido (100.000 fps)
Infra-estrutura / recursos necessários
Espaço físico (*)Equipamentos (caldeira, bomba helicoidal, etc.)Serviços de calderaria e montagem mecânicaMateriais de consumo e instrumentação
~ US$ 750 mil
~ US$ 200 mil
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Tempo...
... e grato pela atenção
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