apresentação- automação de biorrefinarias de etanol de segunda geração
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Apresentação de Artigo do I Congresso de Inovação e Automação no setor de Bioenergia - 2013 - FenasucroTRANSCRIPT
Automação de Biorrefinarias de Etanol de 2ª Geração
Tecnologias e Desafios na Produção de Biocombustíveis
• “ As usinas Sucroenergéticas nasceram como uma indústria química, mas na verdade são uma indústria biotecnológica”.
• A adoção da rota biotecnológica constitui o próximo ciclo tecnológico que permitirá ultrapassar os limites de eficiência atuais das usinas.
Introdução
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• VALSECHI, A.O. Produção de açúcar e etanol com cana-de-açúcar.
Sertãozinho,2009. Aula de MBA – UNICEISE/FUNDACE.
A EvoluçãoTecnológica
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• Produção de cana: adubos, controles de pragas, simbioses produtivas;
• Corte asséptico;
• Tratamento do caldo;
• Fermentação do caldo para etanol e outros
bioquímicos ;
• Fermentação da celulose;
• Tratamento da vinhaça;
• Consorcio de outros cultivares (biomassas): sorgo, microalgas, etc.
Área Potenciasde Aplicação
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Conceito de Bio - Tecnologia
• BIO – Vida
• BIOPROCESSOS Utilização de Seres Vivos como Operações Unitária
• Ex. Fermentação Alcoólica – Leveduras
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Combustívelde 2ª Geração
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Etanol de 2ª Geração
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Evolução da Automação
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A Demanda do Etanol
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Rotas de Produção
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Custos deProdução
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Produção de Etanol
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Produção do Biocombustível
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TransformaçãoEnzimática
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Desafios
• Controlar a contaminação das leveduras
• Medir grandezas em Biorreatores
• Controlar Bioprocesso – Não Lineares
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Contaminação
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Quanto maior a contaminação, maior a energia para tratar Logo aumenta a Perca – Baixa Eficiência Energética O Tempo é o maior Inimigo
Como é Feito o Controle Hoje da Contaminação
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Novo Conceitode Medição
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InstrumentaçãoAnalítica
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Biomedição nosBiorreatores
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Grandezas Analíticas
Descritivo Básico Encontrado na Amostra
Umidade Quantidade de Água
O2Quantidade de Oxigênio Molecular
CO2Quantidade de Dióxido de Carbono
pH Medida de Acidez, Neutralidade ou Alcalinidade
oC Grau Alcoólico – Porcentagem de Álcool na Carga
Ácido Lático Medição do Ácido Orgânico para Obtenção do Nível de Contaminação (bastonetes/mL)
Importante: Grande Interferência nas Medidas - Calor no Processo biorreativo através da respiração dos microorganismos.
Softsensores ou Sensores Virtuais
• Medição de Grandezas Não Lineares para Controle (modelagem)
• Dificuldades de Medições Físicas no Processo (inferência)
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Controle Avançado
• APC (Advanced Process Control) – Ferramenta para Completar solução de Controles Complexos e/ou Otimizados
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SoluçãoProposta
• Implantação de Biocontrole em Biorrefinaria
• Tecnologias Utilizadas
– Medição Analítica (Foco em Contaminação)
– Medição Analítica (Foco em Criação de Modelo Softsensores)
– Controle Avançado de Processos – (Foco em Eficiência Energética)
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Medindo da Contaminação
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Medição Analítica
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Modelo (Contaminação + Analítico + Softsensor + APC)
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Conclusão
• A necessidade do aumento da produção de etanol é um fato e a rota da biorrefinaria já é uma realidade (investimentos)
• Uma nova fronteira de abre frente aos desafios para o controle operacional, já falamos em bioautomação, biocontrole, bioinstrumentação
• Uma nova automação se abre para ganhos de eficiência energética nas usinas do futuro, como será nossa automação em 2030 ?
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Wander RibeiroEspecialista em [email protected]
Márcio VenturelliEspecialista em Automação da Produçã[email protected]
Bibliografia
• BIBLIOGRAFIA
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• VILACAMPA, MAMMOLI E BREBBIA – Energy andSustainability III–WITEPress – 2006.
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