Orientador: Adriano Pinto Mariano

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Três opções de biorrefinarias retrofit acopladas a usinas kraft de celulose de eucalipto pelo compartilhamento de biomassa, energia elétrica e vapor para produção de combustível de aviação (CA) foram avaliadas. A Rota A baseada no etanol produzido a partir da madeira de eucalipto. A Rota B...

Resumo: Três opções de biorrefinarias retrofit acopladas a usinas kraft de celulose de eucalipto pelo compartilhamento de biomassa, energia elétrica e vapor para produção de combustível de aviação (CA) foram avaliadas. A Rota A baseada no etanol produzido a partir da madeira de eucalipto. A Rota B pela conversão da mistura ABE (acetona, n-butanol e etanol) também gerada pelo eucalipto, sendo avaliados dois tipos de microrganismo fermentativos: normal e geneticamente modificado (GMO). A Rota C a partir da lignina kraft extraída do licor preto. Os projetos foram tratados em duas fases visando mitigar riscos técnicos e econômicos. A Rota C mostrou-se inviável economicamente para esse tipo de projeto devido à baixa conversão de lignina em CA. As Rotas A, B (Normal) e B (GMO) apresentaram, respectivamente, preços mínimos de venda (MSP) de 1,75, 2,83 e 1,74 US$/l para uma taxa interna de retorno (TIR) meta de 20% e reduções do potencial de aquecimento global (GWP), comparado ao CA fóssil, entre 86-93%, 57-91% e 61-82%, dependendo do tipo de alocação utilizado. A aplicação de um método para tomada de decisão por múltiplos critérios (MCDM), levando em consideração aspectos econômicos, de competividade e ambientais, por meio de simulação Monte Carlo, definiu a Rota A como mais promissora a investimentos. Para as Rotas A e B, a valorização da lignina organosolv produzida no pré-tratamento é oportunidade interessante para tornar o preço do CA mais competitivo frente ao do mercado brasileiro, 0,43 US$/l

Abstract: Three chemical routes of retrofit biorefineries coupling with eucalyptus kraft pulp mills were evaluated. The facilities were coupled through biomass, electricity and process steam sharing for jet fuel production. Route A consists on the production of ethanol from eucalyptus wood chips....

Abstract: Three chemical routes of retrofit biorefineries coupling with eucalyptus kraft pulp mills were evaluated. The facilities were coupled through biomass, electricity and process steam sharing for jet fuel production. Route A consists on the production of ethanol from eucalyptus wood chips. Route B consists on the conversion of ABE mixture (acetone, n-butanol and ethanol) also produced from eucalyptus. On Route B, there are compared two types of fermentative yeast: normal and genetically modified organism (GMO). Route C uses lignin extracted from black liquor, which comes from cellulosic kraft facility. The studies and evaluations were conducted considering two steps of plant construction, aiming the mitigation of technical and economic risks. Route C was found to be economically unfeasible, due to low conversion of lignin into jet fuel. Routes A, B (Normal) and B (GMO) have showed, respectively, minimum selling prices of 1.75, 2.83 and 1.74 US$/liter of jet fuel. These values were obtained considering as a goal an internal rate of return of 20%. Also, it was aimed reductions of global warming potential (compared to the fossil jet fuel) between 86-93%, 57-91% and 61-82%, depending on the type of allocation. Through the application of a multi-criteria decision making and Monte Carlo simulations, Route A has been shown to be the most promising to investments, considering economic, competitiveness and environmental aspects. For routes A and B, the valorization of organosolv lignin, produced on the pre-treatment step, was found to be an interesting opportunity, in order to increase competitivity in Brazilian market. Jet fuel price, in this case, was found to be 0.43 US$/L

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