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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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