Simulação e análise técnico-econômica da produção de 5-hidroximetilfurfural a partir do bagaço do sorgo sacarino

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Bicalho, Isabela Teixeira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Química
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Biocombustíveis - Aspectos econômicos; Métodos de simulação; Processos Orgânicos
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29895

Com a dependência e diminuição acelerada das reservas de petróleo, novos estudos e processos sobre fontes energéticas alternativas têm sido desenvolvidos. Nesse contexto, o 5- hidroximetilfurfural (HMF) surge como matéria-prima na produção de produtos químicos de alto valor agregado, com grande potencial de substituir derivados do petróleo. Para avaliar a viabilidade de produção do HMF, o programa computacional Aspen Plus V11 foi utilizado nas simulações dos processos químicos empregando o bagaço do sorgo sacarino [Sorghum bicolor (L). Moench] como matéria-prima. Neste estudo, foram simuladas dezoito plantas químicas com as seguintes etapas: i) pré-tratamento da biomassa; ii) hidrólise enzimática da celulose; iii) síntese do HMF; e iv) separação e purificação do produto. Foram estudados os pré-tratamentos ácido diluído, hidrotérmico e explosão a vapor, associados a uma etapa alcalina. Na etapa de síntese do HMF, seis modelos cinéticos provenientes da literatura foram avaliados. Para determinar o custo do HMF e os principais parâmetros que o afetaram, foi realizada uma análise econômica e de sensibilidade. Os resultados indicam que o melhor custo estimando de HMF foi 5,95 US$.kg -1 , proveniente da simulação realizada utilizando o pré-tratamento por explosão a vapor e a etapa de síntese conduzida a 200 °C, por um tempo de residência de 8 minutos, empregando Zeólita Fe/HY como catalisador da reação. De modo geral, a análise de sensibilidade revelou que a vazão de bagaço é o parâmetro mais importante para a diminuição dos custos. Palavras-chave: 5-Hidroximetilfurfural. Aspen Plus. Simulação de processos. Análise econômica. Biorrefinaria.