Produção de ésteres de álcoois da usina sucroalcooleira: caminho para a biorrefinaria

dc.contributor.advisor1Bernardo, André
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5705402824877708
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9345-3361
dc.contributor.authorBellei, João Marcos
dc.date.accessioned2025-08-20T18:46:42Z
dc.date.issued2025-07-15
dc.description.abstractClimate change is one of the greatest challenges facing humanity in the 21st century and could have catastrophic consequences. As a result, an energy transition to replace fossil fuels is urgently needed. Alternatives include biofuels, fuels produced from organic matter. This has led to the emergence of the concept of biorefineries, which consist of industries that seek to produce a range of different products using biomass as a raw material. In recent years, biorefineries have experienced a huge market expansion, so the bioeconomy has great potential for the future. In Brazil, one of the most prominent bioeconomic sectors is the sugar and alcohol industry, which uses sugarcane as a raw material and ethanol as one of its main products. Alcohols, through esterification reactions with carboxylic acids, can generate esters, including ethyl acetate and amyl acetate. These compounds have several applications, especially as solvents and industrial flavorings. Therefore, this study sought to investigate the feasibility of producing ethyl acetate and amyl acetate esters in a sugar and alcohol plant, in order to increase the products synthesized by these industries and direct them to become a multifunctional biorefinery. To this end, process simulations of a multifunctional plant and alternative plants were performed using the free software COCO Simulator, in order to evaluate the reaction and separation configurations. The results demonstrated better conversions using PBR reactors, major limitations in the separation process with conventional unit operations due to the presence of azeotrope, in addition to restrictions of the simulation tool used. Thus, it was concluded that the separation and purification stage constitutes the main obstacle to the ester production process in a plant, so that new studies with more in-depth simulations using more robust software are suggested.eng
dc.description.resumoAs mudanças climáticas são um dos grandes desafios a serem enfrentados pela humanidade no século XXI, podendo acarretar consequências catastróficas. Por conta disso, é necessária com urgência uma transição energética que substitua as fontes fósseis de energia. Dentre as alternativas, estão os biocombustíveis, combustíveis produzidos a partir da matéria orgânica. Isso impulsionou o surgimento do conceito de biorrefinaria, que consistem em indústrias que buscam produzir uma gama de diferentes produtos tendo como matéria a biomassa. Nos últimos anos, as biorrefinarias tem apresentado enorme expansão de mercado, de modo que a bioeconomia apresenta grande potencial para o futuro. No Brasil, um dos setores bioeconômicos mais proeminentes é o sucroalcooleiro, que tem a cana-de-açúcar como matéria-prima e o etanol como um de seus principais produtos. Os álcoois, através de reações de esterificação junto a ácidos carboxílicos, podem gerar os ésteres, dentre eles o acetato de etila e o acetato de amila. Tratam-se de compostos com diversas aplicações, em especial como solventes industriais e flavorizantes. Diante disso, este trabalho buscou investigar a viabilidade de se produzir os ésteres acetato de etila e acetato de amila em usina sucroalcooleira, de forma a aumentar os produtos sintetizados por estas indústrias e direcioná-las para se tornarem biorrefinarias multifuncionais. Para isso, foram realizadas simulações de processo de uma planta multifuncional e plantas alternativas usando o software livre COCO Simulator, de modo a avaliar as configurações de reação e separação. Os resultados demonstraram melhores conversões o uso de reatores PBR, grandes limitações no processo de separação com operações unitárias convencionais por conta da presença de azeótropo e as restrições da ferramenta de simulação utilizada. Dessa forma, concluiu-se que a etapa de separação e purificação consistem no principal obstáculo para o processo da produção de ésteres em uma usina, de modo que se sugere a realização de novos estudos com simulações mais aprofundadas através de softwares mais robustos.por
dc.identifier.citationBELLEI, João Marcos. Produção de ésteres de álcoois da usina sucroalcooleira: caminho para a biorrefinaria. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22606.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22606
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAcetato de amilapor
dc.subjectAcetato de etilapor
dc.subjectBiorrefinariapor
dc.subjectCOCO Simulatorpor
dc.subjectMudanças climáticaspor
dc.subjectSimulaçãopor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleProdução de ésteres de álcoois da usina sucroalcooleira: caminho para a biorrefinariapor
dc.title.alternativeProduction of alcohol esters by the sugar and ethanol plant: the path to biorefineryeng
dc.typeTCC

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