Título: ANÁLISE TÉCNICO-ECONÔMICA DA ETAPA DE RECUPERAÇÃO DE CÉLULAS EM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÓLEO MICROBIANO
Título alternativo: TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF THE STAGE OF CELL RECOVERY IN THE PROCESS OF MICROBIAL OIL PRODUCTION
Autoria de: Bianca Paula de Almeida
Orientação de: Gilson Campani Junior
Coorientação de: Lidja Dahiane Menezes Santos Borel
Presidente da banca: Gilson Campani Junior
Primeiro membro da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borel
Segundo membro da banca: Luciano Jacob Correa
Terceiro membro da banca: Suellen Mendonça Nascimento
Palavras-chaves: Simulação de processos, Análise de Custo Modular, Rhodotorula Toruloides, Flotação, Centrifugação.
Data da defesa: 31/07/2020
Semestre letivo da defesa: 2020-1
Data da versão final: 17/08/2020
Data da publicação: 17/08/2020
Referência: Almeida, B. P. d. ANÁLISE TÉCNICO-ECONÔMICA DA ETAPA DE RECUPERAÇÃO DE CÉLULAS EM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÓLEO MICROBIANO. 2020. 60 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2020.
Resumo: Os principais biocombustíveis utilizados no Brasil são o biodiesel e o etanol. O etanol pode ser produzido a partir da cana-de-açúcar e o biodiesel a partir de óleos provenientes de frituras, gordura animal e vegetal. Porém, a produção desses biocombustíveis geram resíduos que causam grande impacto ambiental e muitas vezes o descarte deles não é regulamentado. Com isso, vários pesquisadores tem estudado como os resíduos provenientes dessa produção podem ser usados para aumentar a viabilidade econômica de plantas químicas de produção de etanol e biodiesel. O hidrolisado hemicelulósico e o glicerol são os principais resíduos decorrentes da produção de etanol de segunda geração e biodiesel, respectivamente. Uma alternativa de aproveitamento desses resíduos é utilizá-los como matéria-prima para a produção de óleo microbiano pela levedura Rhodotorula Toruloides, uma vez que o óleo é um produto de interesse em vários setores industriais. Na produção de óleo microbiano, é necessária uma etapa de recuperação das células do caldo de cultivo, juntamente com o óleo produzido e acumulado intracelularmente. Desse modo, visando contribuir para a competitividade dessa estratégia, o objetivo deste trabalho foi propor uma configuração ótima para a integração de duas operações unitárias que podem ser utilizadas nessa etapa, a centrifugação e a flotação. Para isso, o processo de recuperação celular foi implementado e simulado no software EMSO, através do qual executou-se a análise econômica dessa integração. Para isso utilizouse a técnica de Custo Modular, em que se obteve o custo de capital (CAPEX, do inglês Capital Expenditure) de cada unidade e os custos operacionais (OPEX, do inglês Operating Expense) correspondentes. Posteriormente realizou-se a otimização para determinar quais as vazões ótimas das correntes de entrada para cada operação. Obteve-se como resultado a combinação sequencial das operações, com o caldo de cultivo, proveniente do biorreator, passando primeiro por uma coluna de flotação e em seguida por uma centrífuga, para maximizar a relação entre a produção de óleo microbiano e o custo do processo de recuperação celular. Este trabalho contribui para o aumento da viabilidade da planta de produção de biocombustíveis.
Abstract: The main biofuels used in Brazil are biodiesel and ethanol. Since ethanol can be produced from sugarcane and biodiesel from oils from fried foods, animal and vegetable fat. However, the production of these biofuels generates residues that cause great environmental impact and their disposal is often not regulated. For this reason, several researchers have studied how the residues from this production can be used to improve the economic viability of the chemical plant for the production of ethanol and biodiesel. Hemicellulosic hydrolysate and glycerol are the main residues resulting from the production of ethanol and biodiesel. An alternative is to use those residues as carbon and nitrogen sources to produce microbial oil by the yeast Rhodotorula Toruloides, as the oil is a product of interest in various industrial sectors. In the production of microbial oil, it is necessary to clarify the yeast culture, whose cells are recovered from the culture broth, together with the oil produced and accumulated intracellularly. Thus, in order to contribute to the competitiveness of this strategy, the objective of this work was to propose an optimal configuration for the integration of two unit operations that can be used in this stage, centrifugation and flotation. For this, the cell recovery process was simulated using the EMSO software and, then, an economic analysis of this integration was performed, using the Modular Cost technique, in which the fixed investment (CAPEX, from English Capital Expenditure) of each unit was obtained along with the corresponding operating costs (OPEX). Subsequently, optimization was carried out to determine the optimal flow rates of the inlet steams for each operation. The result was the sequential combination of operations, with the culture broth being processed first by the flotation column and then by the centrifuge, in order to maximize the ratio between the production of microbial oil and the process costs. This work contributes to the improvement of the biofuel production plant viability.
URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20201201511092
URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/44924
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Bianca Paula de Almeida e Universidade Federal de Lavras
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