Grupo Energia Projeto Etanol (mct/nipe)

Grupo Energia - Projeto Etanol (MCT/NIPE)

• O Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

• Estágio atual: Usina com destilaria anexa para produção de açúcar e etanol com auto-suficiência energética.

• Próximo estagio: Produção máxima de etanol, geração de excedente de energia com aproveitamento máximo do bagaço e a palha de cana;

• Estagio futuro: Biorefinaria que produz, açúcar, etanol, energia e novos produtos a partir da cana

Composição da Cana de Açúcar após colheita

• Açúcar: 12-18%

• Fibra: 12-14% (sem computar os resíduos de colheita)

• Cera 0,1-0,3%

• Cinza: 2-3%

Conversão da sacarose da cana

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

COMPOSIÇÃO DO BAGAÇO DE CANA

• COMPOSIÇÃO DO BAGAÇO DE CANA

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

• Processo para hidrólise de bagaço que combina pré-tratamento organosolv e hidrólise com ácidos diluídos;

• Características: dissolução total do bagaço, reação rápida num único reator a pressão de 20-25 Bar e 180-200 ºC;

• Estagio atual: testado em laboratório e bancada por vários anos, atualmente nos testes iniciais de uma unidade piloto que trata 1 tonelada de biomassa seca por hora para produção de 5000 litros por dia de etanol;

• No estagio atual o processo esta previsto para aproveitar unicamente as hexoses e operar anexo a destilaria, realizando a fermentação alcoólica num mosto formulado com caldo, xarope ou mel e o licor hidrolítico proveniente do DHR.

• Vantagens: licor hidrolítico comparativamente mais concentrado, alta taxa de conversão do celulósico, formação de inibidores controlada, flexibilidade para integração com tecnologia futuras (hidrólise enzimática)

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

• Expectativas da Hidrólise

• Um aumento expressivo da produção do etanol sem aumentar a área de plantio

• A hidrólise de lignocelulósicos não têm atingido ainda viabilidade técnica e econômica;

• O sucesso para atingir um processo comercial está vinculado a melhorar: pré-tratamentos, otimizar a reação de hidrólise ácida ou enzimática.

• Desenvolver complexos enzimáticos eficientes e de baixo custo.

• Os processos devem ser rigorosos no que tange à agressão ao meio ambiente.

A Usina de açúcar com complexo Industrial para produção de novos produtos

• Matérias primas para produção de novos produtos : açúcar, álcool, xarope,melaço, bagaço, levedura seca, óleo de fusel, torta de filtro, dióxido de carbono, vinhoto;

• Energia térmica:vapor de baixa pressão para aquecimento(1,5-1,7 Kg/cm²) e alta pressão(20, 40, 60 Kg/cm²);

• Energia elétrica e mecânica proveniente de vapor de alta pressão (20, 40, 60 Kg/cm² );

Sucroquímica (açúcar, xarope e melaço)

• Frutoligosacarídeos;

• Polihidroxibutirato(PHB)

• Ácido láctico e polilactinas;

• Ácidos orgânicos: cítrico, glucónico, málico e itacónico (outros ácidos);

• Aminoácidos e MSG;

• 1-3 propanodiol;

• 2-3 butanodiol;

• Xantana e Dextrana

• Esteres de sacarose

Produtos a partir de etanol (Alcoolquímica)

• Rota fermentativa:

• Ácido acético

• Rota Química:

• Rota do etileno: polímeros
• Rota do aldehído: ácido acético,acetatos

Produtos a partir de bagaço(futuramente resíduos da colheita:pontas e folhas)

• Furfural,álcool furfurílico, resinas e derivados químicos a partir da rota do furfural

• xilose e xilitol

• Hidrólise de bagaço para: hexoses fermenteciveis para etanol, Sucroquímica, HMF e derivados

• lignina e derivados de lignina

• papelão e celulose de bagaço

• aglomerados e MDF

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

• Dióxido de carbono

• Dióxido de carbono de alta pureza e purificação final de baixo custo está disponível numa quantidade equivalente em peso ao volume de etanol produzido

• CO2 de alta pureza para sínteses químicas

• Produção de bicarbonatos e carbonatos

Setor Sucroalcooleiro e a Produção de Etanol. Transformações após o Protocolo de Kioto

• Recirculação na fermentação: Biostil e outros (dificuldades operacionais)

• Concentração por membranas (custo elevado)

• Concentração térmica (incrustações, consumo energético elevado)

• Biodigestão (baixa taxa de conversão, inibição pelo sulfato)

• Precipitação de sais (geração de resíduos sólidos)

• Combustão do vinhoto concentrado (custo elevado, fusão dos sais)

A agroindústria canavieira seqüestra CO2, contribuindo para diminuir o aquecimento global.

• A agroindústria canavieira seqüestra CO2, contribuindo para diminuir o aquecimento global.

• O resultante entre a energia empregada na agroindústria e a recuperada na produção de etanol e biomassa é positiva;

• O setor vem a contribuir expressivamente com a oferta de combustível líquido de origem renovável.

• A otimização da utilização do bagaço como energético na produção de etanol ira gerar excedentes de biomassa lignocelulósica com potencial para a produção de etanol e outros produtos.

• A recuperação dos resíduos da colheita ira a aumentar a disponibilidade de biomassa.

• Do aproveitamento da sacarose contida na cana e o bagaço como energético avança-se em direção a um aproveitamento integral da cana de açúcar.