Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37872
Título: Modelagem e simulação da produção por fermentação e pirólise de bioplásticos para obtenção de biocombustível líquido
Título(s) alternativo(s): Modeling and simulation of bioplastic production via fermentation and pyrolysis for the generation of liquid biofuels
Autor(es): Trimigliozi, Raquel Bossi
Orientador(es): Kirnev, Paulo Cesar de Souza
Palavras-chave: Biocombustíveis
Plásticos biodegradáveis
Pirólise
Fermentação
Simulação (Computadores)
Modelagem
Indústria automobilística
Pseudomonas
Biomass energy
Biodegradable plastics
Pyrolysis
Fermentation
Computer simulation
Modeling
Automobile industry and trade
Data do documento: 4-Jul-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: TRIMIGLIOZI, Raquel Bossi. Modelagem e simulação da produção por fermentação e pirólise de bioplásticos para obtenção de biocombustível líquido. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025.
Resumo: A crescente demanda por combustíveis sustentáveis tem impulsionado a busca por alternativas renováveis aos combustíveis fósseis. Neste contexto, a pirólise de bioplásticos surge como uma solução promissora para a produção de biocombustíveis líquidos com propriedades adequadas para veículos de alto desempenho. Este trabalho propõe a modelagem e simulação da produção de biocombustível a partir da pirólise de bioplásticos, com foco nos polihidroxialcanoatos (PHAs) produzidos por Pseudomonas putida, visando sua aplicação em veículos de alto desempenho, como os da Fórmula 1. Considerando essa demanda, foi desenvolvido um modelo matemático para simular o processo de cultivo microbiano em batelada alimentada, utilizando o software Excel. A produção de PHA foi modelada com base em equações de Monod adaptadas, associadas a balanços de massa e à equação de Luedeking-Piret para estimativa da síntese de produto. Em seguida, o biopolímero foi submetido a uma simulação de pirólise térmica, com rendimento de até 70% em bio-óleo. O modelo considerou as etapas de extração, decomposição térmica e distribuição de produtos, evidenciando a formação de 32,50 g de biocombustível a partir de 46,43 g de PHA purificado. Os resultados demonstram a viabilidade técnica da conversão de resíduos microbianos em biocombustíveis líquidos, com características próximas às da gasolina, reforçando o potencial dos PHAs como alternativa promissora para a indústria automotiva sustentável.
Abstract: The growing demand for sustainable fuels has driven the search for renewable alternatives to fossil fuels. In this context, the pyrolysis of bioplastics emerges as a promising solution for the production of liquid biofuels with suitable properties for high-performance vehicles. This work proposes the modeling and simulation of biofuel production from the pyrolysis of bioplastics, focusing on polyhydroxyalkanoates (PHAs) produced by Pseudomonas putida, aiming at their application in high-performance vehicles such as Formula 1 cars. In response to this demand, a mathematical model was developed to simulate the microbial fed-batch cultivation process using Excel software. PHA production was modeled based on adapted Monod equations, combined with mass balances and the Luedeking-Piret equation for product synthesis estimation. Subsequently, the biopolymer was subjected to a thermal pyrolysis simulation, with a yield of up to 70% in bio-oil. The model considered the stages of extraction, thermal decomposition, and product distribution, highlighting the formation of 32.50 g of biofuel from 46.43 g of purified PHA. The results demonstrate the technical feasibility of converting microbial residues into liquid biofuels with characteristics similar to gasoline, reinforcing the potential of PHAs as a promising alternative for the sustainable automotive industry.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37872
Aparece nas coleções:PG - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
modelagemsimulacaoproducao.pdf
  Disponível a partir de 2027-01-03
679,97 kBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons