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Vinhoto na produção de Etanol  Evolução da produção de álcool e vinhaça ao longo das safras
Problemática  Evolução da produção de álcool e vinhaça ao longo das safras• Elevado poder de poluição (cem vezes mais que ...
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Vinhaça como fertilizante• Melhora a produtividade da cana  – Aumenta disponibilidade de nutrientes  – Melhora atividade b...
Vinhaça como fertilizante• Cuidado em solos arenosos e com lençol  freático  – Portaria da Cetesb determina doses máximas ...
Necessidades de P&D para reduzir o         volume de vinhaça• Amenizar impactos ambientais e econômicos  pela grande produ...
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Uso da refrigeração de temperatura           na fermentação• Sistema de refrigeração  – Alto custo energético• Empresa The...
Sistema de Fermentação com  extração contínua através do vácuo• Emprego de vácuo para extrair o etanol assim  que ele é pr...
Instrumentação do sistema    Tanque Flash (acima) e    bomba de vácuo (direita)ATALA, D. Montagem, instrumentação, control...
Revista Pesquisa FAPESP 186. Ago/2011
• Desenvolvido pela Algae• Vinhaça é meio de cultivo para microalgas• Microalgas se multiplicam    – Necessita de CO2, que...
• Pesquisas para determinar espécie que  produz biomassa com lipídeos
Métodos de tratamento da vinhaça -            Biodigestão• Biodigestão anaeróbica : eficiente no tratamento  de efluentes ...
UASB (Upflow Anaerobic Sludge      Blanket Reactor)
Métodos de tratamento da vinhaça –    Combustão ou incineração• Vantagem:  – Eliminação definitiva do potencial poluidor d...
Métodos de queima para vinhaça• Atomização: Queima de combustíveis líquidos  - Boa atomização e combustão comprometida  de...
Concentração da vinhaça• Retirada da água  – Evaporação por meio de adição de calor  • Osmose reversa: Aplicação de pressã...
Perspectivas para P&D• Necessidade de desenvolver uma tecnologia de  disposição in situ para a vinhaça.• Sugestão de pesqu...
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Necessidades de P&D na área industrial de Vinhaça
Apresentação para a disciplina de Tecnologia de Produção de Etanol - UFABC

Contato: rodrigo.silva92@aluno.ufabc.edu.br

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Necessidades de P&D na área industrial de Vinhaça

  1. 1. Universidade Federal do ABC Tecnologia de Produção de EtanolNecessidades de P&D na Área Industrial em Vinhaça Tatiane de Jesus Silva Rodrigo Thiago Passos Silva 29 de março de 2012
  2. 2. Vinhaça• Vinhaça (vinhoto): resíduo líquido proveniente da destilação do caldo de cana, para obtenção de álcool.• Para cada litro de álcool são produzidos 10 a 15 litros de vinhaça.• Alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO)• Rica em potássio e enxofre. – Quantidades consideráveis: Fósforo, nitrogênio, cálcio, magnésio.
  3. 3. Vinhoto na produção de Etanol Evolução da produção de álcool e vinhaça ao longo das safras
  4. 4. Problemática Evolução da produção de álcool e vinhaça ao longo das safras• Elevado poder de poluição (cem vezes mais que oesgoto doméstico)
  5. 5. O que fazer com a vinhaça?• Jogar no rio – Morte de peixes e proibição em 1967• Áreas de sacrifício – 20% do gerado• Aplicação no solo de cana – Fertirrigação
  6. 6. Vinhaça como fertilizante• Melhora a produtividade da cana – Aumenta disponibilidade de nutrientes – Melhora atividade biológica – Aumenta retenção de água – Promove maior número de pequenos animais• Representa economia• Mais ganhos ambientais que prejuízos
  7. 7. Vinhaça como fertilizante• Cuidado em solos arenosos e com lençol freático – Portaria da Cetesb determina doses máximas a serem utilizadas• Não é um fertilizante completo, deve ser complementado com nitrogênio• Dose aplicada é recomendada por meio da análise do solo para K e do teor da vinhaça – Quantidade determinada por equação da Cetesb
  8. 8. Necessidades de P&D para reduzir o volume de vinhaça• Amenizar impactos ambientais e econômicos pela grande produção de vinhaça• Alguns avanços foram conquistados...
  9. 9. Uso da refrigeração de temperatura na fermentação• Temperatura influencia na tolerância das leveduras ao álcool – Maior temperatura, menor tolerância – Menor temperatura, maior tolerância (desejável)• Aumenta a produção de etanol e diminui a de vinhaça• Deve estar entre 12 ºC e 28 ºC• Resfriamento das dornas com água do rio – Pouco eficiente nas regiões mais quentes e no verão
  10. 10. Uso da refrigeração de temperatura na fermentação• Sistema de refrigeração – Alto custo energético• Empresa Thermax em associação com a Procknor: sistema de resfriamento de dornas – Pode utilizar várias fontes de calor para acionamento: vinhaça, vapor com temperatura abaixo de 100ºC
  11. 11. Sistema de Fermentação com extração contínua através do vácuo• Emprego de vácuo para extrair o etanol assim que ele é produzido.• Solução de teor alcoólico de 50 ºGL• Fermentação a 5% de etanol, pouco inibitório às leveduras• Utilização de evaporador tipo flash – Aquecimento – Funciona com diferença de pressão (despressurização rápida) – Etanol e água evaporam, sobre o caldo (equilíbrio) – Caldo retorna ao fermentador• Emprego de energia na bomba a vácuo
  12. 12. Instrumentação do sistema Tanque Flash (acima) e bomba de vácuo (direita)ATALA, D. Montagem, instrumentação, controlee desenvolvimento experimental de um processofermentativo extrativo de produção de etanol. 2004.
  13. 13. Revista Pesquisa FAPESP 186. Ago/2011
  14. 14. • Desenvolvido pela Algae• Vinhaça é meio de cultivo para microalgas• Microalgas se multiplicam – Necessita de CO2, que pode ser obtido da usina• Óleo é extraído da biomassa• Centrifugação: separa biomassa e lipídeos• Secador e extração• Lipídeo passa por transesterificação
  15. 15. • Pesquisas para determinar espécie que produz biomassa com lipídeos
  16. 16. Métodos de tratamento da vinhaça - Biodigestão• Biodigestão anaeróbica : eficiente no tratamento de efluentes líquidos com baixo teor de sólidos• Vantagens: - menor consumo de energia; -redução do lodo (bactérias); -taxas maiores de matéria orgânica -metano: combustível -efluente do tratamento da vinhaça: fertilizante
  17. 17. UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor)
  18. 18. Métodos de tratamento da vinhaça – Combustão ou incineração• Vantagem: – Eliminação definitiva do potencial poluidor da vinhaça – Recuperação do potássio (sal) e aplicação em fertilizantes – Custo reduzido do transporte• Desvantagem – Poder calorífico baixo ( devido à grande quantidade de água) – Para aumentar o poder calorífico, vinhaça deve apresentar teor de sólidos de 60%
  19. 19. Métodos de queima para vinhaça• Atomização: Queima de combustíveis líquidos - Boa atomização e combustão comprometida devido à grande quantidade sólidos - Efluentes pastosos requerem contato térmico muito eficiente para a queima da vinhaça
  20. 20. Concentração da vinhaça• Retirada da água – Evaporação por meio de adição de calor • Osmose reversa: Aplicação de pressão mecânica superior à pressão osmótica. -Custo elevado
  21. 21. Perspectivas para P&D• Necessidade de desenvolver uma tecnologia de disposição in situ para a vinhaça.• Sugestão de pesquisas: – Resfriamento de dornas de destilação – Combustão da vinhaça – Remoção do potássio – Integração energética da concentração com a destilação – Produção de proteína animal – Biodigestão – Determinação do custo do biogás – Etc.

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