Simulação do tratamento anaeróbio de vinhaça gerada a partir do processo de produção de etanol
Data
2022-08-05
Autores
Martinez, Marcela Magalhães 
Orientadores
Komesu, Andrea
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
A vinhaça é o principal resíduo resultante do processo de destilação de
cana-de-açúcar para a obtenção de etanol e possui em sua composição grandes
concentrações de nitrogênio (N), fósforo (P), sulfatos e uma alta demanda
química (DQO) e bioquímica de oxigênio (DBO). Em razão de suas
características químicas, se descartada de maneira inadequada, a vinhaça pode
desencadear impactos ambientais indesejáveis, principalmente associados ao
solo. Portanto, o seu tratamento é essencial, pois além de promover a
adequação ambiental deste resíduo, esse processo também pode ser vantajoso
dos pontos de vista energético e econômico, uma vez que é capaz de ser
associado a geração de bioenergia e produto de alto valor agregado. Assim, este
trabalho teve por objetivo desenvolver uma planta virtual de um processo de
tratamento de vinhaça gerada por biorrefinaria de etanol. As seguintes etapas
foram desenvolvidas: definição do fluxograma do processo de tratamento da
vinhaça, escolha do modelo termodinâmico adequado, avaliação e seleção dos
componentes para a corrente de entrada, definição das condições operacionais
e simulação do processo. Com isso, encontrou-se uma taxa de remoção teórica
da matéria orgânica de 100%, geração de biogás em composições muito
próximas a faixa indicada pela literatura, com metano entre 50 – 75% % mol,
dióxido de carbono de 25 – 45% % mol, água < 5% % mol e nitrogênio < 2,5%
% mol. Também foi possível contribuir para o crescimento da literatura acerca
da análise do processo de tratamento de vinhaça através de simulação, que
atualmente é um tema com escassez de informação, mas que por não ter a
exigência de construção física, é bastante vantajoso do ponto de vista ambiental
e econômico.
Vinasse is the main residue resulting from the distillation process of sugarcane to obtain ethanol and has in its composition large concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), sulfates and a high chemical demand (COD) and oxygen biochemistry (BOD). Due to its chemical characteristics, if improperly discarded, vinasse can trigger undesirable environmental impacts, mainly associated with the soil. Therefore, its treatment is essential, because in addition to promoting the environmental suitability of this waste, this process can also be advantageous from an energy and economic point of view, since it is capable of being associated with the generation of bioenergy and a product of high added value. Thus, this work aimed to develop a virtual plant of a vinasse treatment process generated by an ethanol biorefinery. The following steps were developed: definition of the flowchart of the vinasse treatment process, choice of the appropriate thermodynamic model, evaluation and selection of components for the input stream, definition of operating conditions and process simulation. Thus, a theoretical removal rate of organic matter of 100% was found, generation of biogas in compositions very close to the range indicated by the literature, with methane between 50 – 75% mol, carbon dioxide of 25 – 45% % mol, water < 5% mol % and nitrogen < 2.5% mol %. It was also possible to contribute to the growth of the literature on the analysis of the vinasse treatment process through simulation, which is currently a topic with little information, but which, because it does not require physical construction, is quite advantageous from the point of view. economic and environmental.
Vinasse is the main residue resulting from the distillation process of sugarcane to obtain ethanol and has in its composition large concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), sulfates and a high chemical demand (COD) and oxygen biochemistry (BOD). Due to its chemical characteristics, if improperly discarded, vinasse can trigger undesirable environmental impacts, mainly associated with the soil. Therefore, its treatment is essential, because in addition to promoting the environmental suitability of this waste, this process can also be advantageous from an energy and economic point of view, since it is capable of being associated with the generation of bioenergy and a product of high added value. Thus, this work aimed to develop a virtual plant of a vinasse treatment process generated by an ethanol biorefinery. The following steps were developed: definition of the flowchart of the vinasse treatment process, choice of the appropriate thermodynamic model, evaluation and selection of components for the input stream, definition of operating conditions and process simulation. Thus, a theoretical removal rate of organic matter of 100% was found, generation of biogas in compositions very close to the range indicated by the literature, with methane between 50 – 75% mol, carbon dioxide of 25 – 45% % mol, water < 5% mol % and nitrogen < 2.5% mol %. It was also possible to contribute to the growth of the literature on the analysis of the vinasse treatment process through simulation, which is currently a topic with little information, but which, because it does not require physical construction, is quite advantageous from the point of view. economic and environmental.
Descrição
Citação
MARTINEZ, Marcela Magalhães. Simulação do Tratamento Anaeróbio de Vinhaça Gerada a Partir do Processo de Produção de Etanol. 2022. 38 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Ambiental) - Instituto do Mar, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2022.