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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39566| Título: | Simulação de processos para obtenção de etanol: rotas de cana-de-açúcar e milho |
| Título(s) alternativo(s): | Simulation of processes for obtaining ethanol: sugar cane and corn routes |
| Autor(es): | Lucio, Marco Antonio Naves |
| Orientador(es): | Valarini Junior, Osvaldo |
| Palavras-chave: | Simulação (Computadores) Álcool Cana-de-açúcar - Produtos Milho - Produtos - Indústria Computer simulation Alcohol Sugarcane products Corn products industry |
| Data do documento: | 15-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | LUCIO, Marco Antonio Naves. Simulação de processos para obtenção de etanol: rotas de cana-de-açúcar e milho. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2025. |
| Resumo: | A indústria sucroenergética brasileira vivencia uma transformação estrutural com a consolidação do etanol de milho como complemento estratégico à rota tradicional da cana-de-açúcar. Este trabalho apresenta uma análise comparativa técnica da produção de etanol anidro a partir dessas duas matérias-primas, focando na avaliação de fluxogramas de processo, balanços de massa e rendimentos industriais. O objetivo principal consistiu no desenvolvimento e validação de modelos de simulação computacional em estado estacionário utilizando o software Aspen Plus, empregando o pacote termodinâmico NRTL para representar a não idealidade da mistura etanol-água e a abordagem de componentes não convencionais para as biomassas. A metodologia definiu uma capacidade produtiva anual base de aproximadamente 82 milhões de litros de etanol anidro para ambos os cenários, considerando a sazonalidade da cana com 220 dias de operação e o regime estendido do milho com 330 dias. Os resultados das simulações demonstraram que a planta de cana-de-açúcar, operando com moagem de 175.000 quilogramas por hora, atingiu uma produção anual de 82,3 milhões de litros, caracterizando-se pela geração de bagaço e grandes volumes de vinhaça. Em contrapartida, a rota de milho via moagem a seco, processando 25.000 quilogramas por hora, alcançou 83,1 milhões de litros, diferenciando-se pela necessidade de etapas de hidrólise enzimática, fermentação de mosto com alto teor de sólidos e recuperação de DDGS como coproduto proteico essencial. Ambas as rotas garantiram a especificação de pureza do produto acima de 99,5% mediante uso de peneiras moleculares. Conclui-se que, embora tecnologicamente distintas, as rotas são complementares em termos de engenharia e mercado, validando o milho como alternativa viável para maximizar o uso de ativos industriais durante a entressafra canavieira. |
| Abstract: | The Brazilian sugarcane industry is undergoing a structural transformation with the consolidation of corn ethanol as a strategic complement to the traditional sugarcane route. This work presents a comparative technical analysis of anhydrous ethanol production from these two raw materials, focusing on the evaluation of process flowcharts, mass balances, and industrial yields. The main objective was the development and validation of steady-state computational simulation models using Aspen Plus software, employing the NRTL thermodynamic package to represent the non-ideality of the ethanol-water mixture and the approach of unconventional components for biomass. The methodology defined a base annual production capacity of approximately 82 million liters of anhydrous ethanol for both scenarios, considering the seasonality of sugarcane with 220 operating days and the extended regime of corn with 330 days. The simulation results demonstrated that the sugarcane plant, operating at a milling rate of 175,000 kilograms per hour, achieved an annual production of 82.3 million liters, characterized by the generation of bagasse and large volumes of vinasse. In contrast, the corn route via dry milling, processing 25,000 kilograms per hour, reached 83.1 million liters, differing in the need for enzymatic hydrolysis steps, must fermentation with a high solids content, and recovery of DDGS as an essential protein co-product. Both routes guaranteed product purity specifications above 99.5% through the use of molecular sieves. It is concluded that, although technologically distinct, the routes are complementary in terms of engineering and market, validating corn as a viable alternative to maximize the use of industrial assets during the sugarcane off-season. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39566 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Química |
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