Trabalho de Conclusão de Curso
Análise da produção de etanol a partir da casca de arroz utilizando o software Unisim® Design
Registro en:
NUNES, Gabriela Fogliato. Análise da produção de etanol a partir da casca de arroz utilizando o software Unisim® Design . 59 p. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química ) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2021.
Autor
Nunes, Gabriela Fogliato
Institución
Resumen
Current environmental policies seek to reduce energy consumption and waste disposal into the
environment, through research and development of alternatives generally linked to renewable
sources. The use of biomass from agro-industrial residues such as rice husk for energy
generation is a good alternative both for the production of bioethanol and as a new destination
for waste. The method used to obtain second generation ethanol using lignocellulosic raw
materials - such as rice husk - is through acid hydrolysis followed by fermentation and
distillation. This process can be planned, analyzed and optimized using specialized software for
process simulation, such as UniSim® Design. Thus, with interest in the development of the
Bagé region, the present study consisted of producing a simulation of the process of obtaining
ethanol from rice husks using the UniSim® Design software as well as conducting studies of
the optimum conditions of the process. The simulation was carried out from a conversion
reactor as an adaptation for the fermentation process followed by separation steps in order to
achieve the highest purity of ethanol within the process parameters used. Regarding the purity
of the ethanol obtained as well as the other products of the process, the simulation study showed
better results when compared to the literature, however it is still necessary to add new
purification steps in the flowchart in order to obtain more refined products. In a general analysis
of all steps involved in obtaining ethanol, the production of bioethanol obtained in the process
is about 2,338.0 L/h with a purity of 66.3% of ethanol from 3.042 t/h of rice husk. It was also
possible to obtain a theoretical ethanol yield of 150.7 L/t, a real yield of 78.25 L/t and a process
efficiency of 51.9%. In addition, based on the study of the optimum process conditions, it is
possible to achieve a purity of 66.57% ethanol with a biomass/water ratio of 1:2.75 as a feed
current obtained through the study of optimum process conditions. As políticas ambientais atuais buscam à redução no consumo energético e no despejo de
resíduos ao meio ambiente, através da pesquisa e desenvolvimento de alternativas ligadas
geralmente às fontes renováveis. O aproveitamento de biomassa de resíduos agroindustriais
como a casca de arroz para geração de energia é uma boa alternativa tanto para a produção de
bioetanol como um novo destino aos resíduos. O método utilizado para a obtenção de etanol de
segunda geração através das matérias-primas lignocelulósicas – como a casca de arroz – é
através de uma hidrólise ácida seguida de uma fermentação e destilação. Esse processo pode
ser planejado, analisado e otimizado por meio de softwares especializados na simulação de
processos, como o UniSim® Design. Assim, com interesse no desenvolvimento da região de
Bagé, o presente estudo consistiu em produzir a simulação do processo de obtenção de etanol
a partir da casca de arroz utilizando o software UniSim® Design bem como realizar estudos das
condições ótimas do processo. A simulação foi realizada a partir de um reator de conversão
como adaptação para o processo fermentativo seguida de etapas de separação a fim de alcançar
a maior pureza de etanol dentro dos parâmetros de processo utilizados. Em relação à pureza do
etanol obtido bem como os demais produtos do processo, o estudo da simulação apresentou
melhores resultados quando comparados à literatura, porém ainda é necessário a adição de
novas etapas de purificação no fluxograma a fim de se obter produtos mais refinados. Em uma
análise geral de todas etapas envolvidas na obtenção do etanol, a produção de bioetanol obtida
no processo é cerca de 2.338,0 L/h com uma pureza de 66,3% de etanol a partir de 3,042 t/h de
casca de arroz. Também foi possível obter um rendimento teórico de etanol de 150,7 L/t,
rendimento real de 78,25 L/t e uma eficiência do processo de 51,9%. Além disso, a partir dos
estudos das condições ótimas do processo é possível alcançar uma pureza de 66,57% de etanol
com uma proporção de biomassa/água de 1:2,75 como corrente de alimentação obtida através
dos estudos de condições ótimas de processo.