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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39959| Título: | BioStraw: indústria de biorrefino da palha do milho |
| Título(s) alternativo(s): | BioStraw: corn straw biorefining industry |
| Autor(es): | Koga, Daniel Massaharu Dias Sussuki, Diego Massayuki Yamassaki Ferrari, Felipe Gabriel Abrão, Samira Dos Santos |
| Orientador(es): | Seixas, Fernanda Lini |
| Palavras-chave: | Pirólise Palha Milho Pyrolysis Straw Corn |
| Data do documento: | 27-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | KOGA, Daniel Massaharu Dias et al. BioStraw: indústria de biorrefino da palha do milho. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2025. |
| Resumo: | A produção de insumos agrícolas desempenha um papel fundamental na economia global, sendo especialmente relevante no Brasil, onde se configura como um dos principais pilares do setor primário. Associada a essa atividade, há a geração de grandes volumes de resíduos agrícolas, como caules, raízes e palhas, geralmente de baixo valor econômico. Dentre as culturas de maior destaque nacional, o milho se sobressai, com uma produção anual de aproximadamente 132 milhões de toneladas, concentrada nos estados de Mato Grosso, Paraná, Rio Grande do Sul, Goiás e São Paulo, resultando na geração estimada de cerca de 43 milhões de toneladas de palha. Nesse contexto, o projeto industrial da empresa BioStraw propõe a implementação de um modelo de economia circular voltado ao aproveitamento da palha de milho como matéria-prima para a produção de biochar por meio do processo de pirólise lenta. O biochar, produto carbonáceo resultante, atua como condicionador de solo e agente de sequestro de carbono, contribuindo para práticas agrícolas sustentáveis e aumento da produtividade. A empresa, de porte médio, será implantada em Lucas do Rio Verde (MT), região estrategicamente localizada próxima às áreas de cultivo e que oferece incentivos fiscais favoráveis à instalação industrial. O empreendimento tem como meta a produção anual de 12.000 toneladas de biochar, operando de forma autossuficiente em energia por meio do reaproveitamento dos subprodutos da pirólise em uma unidade de cogeração energética baseada em caldeira aquatubular para geração de vapor. Além disso, a BioStraw buscará a certificação e comercialização de 25.000 créditos de carbono decorrentes da fixação de carbono no produto final. O projeto contempla a contextualização e justificativa do estudo, bem como a análise de mercado e a definição da localização da empresa. Inclui ainda a caracterização da empresa, a descrição técnico-operacional do processo produtivo, o balanço de massa e energia, além da integração energética e das utilidades envolvidas. São também abordados o sistema de transporte, o tratamento de resíduos e o dimensionamento dos principais equipamentos. Por fim, o trabalho apresenta o diagrama de fluxo de processo (PFD), o layout industrial e a análise financeira do projeto. A análise financeira do empreendimento demonstra sua viabilidade, com investimento inicial estimado em R$ 337.023.530,80, Taxa Mínima de Atratividade (TMA) de 15%, período de retorno (Payback) de 7 anos e 6 meses e Taxa Interna de Retorno (TIR) de 24%, evidenciando o potencial econômico do projeto. |
| Abstract: | The production of agricultural inputs plays a fundamental role in the global economy, being particularly significant in Brazil, where it stands as one of the main pillars of the primary sector. Associated with this activity is the generation of large volumes of agricultural residues—such as stalks, roots, and husks—typically of low economic value. Among Brazil’s major crops, corn stands out with an annual production of approximately 132 million tons, mainly concentrated in the states of Mato Grosso, Paraná, Rio Grande do Sul, Goiás, and São Paulo, resulting in an estimated 43 million tons of corn straw. In this context, the industrial project of BioStraw proposes the implementation of a circular economy model focused on utilizing corn straw as a raw material for the production of biochar through the slow pyrolysis process. Biochar, the resulting carbonaceous product, acts as both a soil conditioner and a carbon sequestration agent, contributing to sustainable agricultural practices and increased productivity. The medium-sized company will be established in Lucas do Rio Verde (MT), a region strategically located near major crop areas and offering favorable tax incentives for industrial implementation. The enterprise aims to achieve an annual production of 12,000 tons of biochar, operating with energy self-sufficiency through the reuse of pyrolysis by-products in a cogeneration unit based on a water-tube boiler for steam generation. In addition, BioStraw will pursue certification and commercialization of 25,000 carbon credits resulting from carbon fixation in the final product. The project encompasses the contextualization and justification of the study, as well as market analysis and site selection for the company. It also includes the characterization of the enterprise, technical and operational process description, mass and energy balances, energy integration, and utility systems. Furthermore, it addresses the transportation system, waste treatment, and equipment sizing. Finally, the work presents the process flow diagram (PFD), industrial layout, and financial analysis of the project. The financial evaluation demonstrates the project’s feasibility, with an initial investment estimated at R$ 337,023,530.80, a Minimum Attractive Rate of Return (MARR) of 15%, a payback period of 7 years and 6 months, and an Internal Rate of Return (IRR) of 24%, highlighting the strong economic potential of the venture. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39959 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia Química |
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