Produção de etanol de segunda geração no cenário brasileiro: identificação de fatores para a eficiência e viabilidade do processo
| dc.contributor.advisor1 | Esteves, Thais Suzane Milessi | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7000002745065879 | |
| dc.contributor.author | Caldeira, Gabriel Henrique Vicentin | |
| dc.date.accessioned | 2025-07-24T19:06:17Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-17 | |
| dc.description.abstract | In the search for more sustainable alternatives for the global energy matrix, second-generation ethanol (2G) has emerged as a promising option, especially in Brazil, where sugarcane bagasse and other lignocellulosic biomass are abundant and can play a central role in the development of the bioeconomy. The production of 2G ethanol uses agricultural and industrial by-products, offering the advantage of not directly competing with the food chain, unlike first-generation (1G) biofuels. Lignocellulosic biomass is composed of cellulose, hemicellulose and lignin, of which cellulose and hemicellulose are composed of fermentable sugar monomers. To access the sugars present in lignocellulosic biomass, a pretreatment step is first required to break down the recalcitrant structure of the biomass, followed by enzymatic hydrolysis using cellulases and hemicellulases to release the sugars. This process can be conducted in different ways, such as SHF (separate hydrolysis and fermentation), SSF (simultaneous saccharification and fermentation), SSCF (simultaneous saccharification and co-fermentation) and BPC (consolidated bioprocessing). Additionally, the economic competitiveness of 2G ethanol is a key factor for its industrial implementation. In this context, this study examined the different ways of conducting the enzymatic hydrolysis and fermentation processes for ethanol production, with a special focus on the economic impact of each type of process, exploring the impact of enzyme concentration, the type of biomass used and other relevant analyses. First, a bibliometric analysis of the processes was performed using the VOSViewer® software and an extensive literature review to build the parameter database of the different processes. The data obtained were processed in Microsoft PowerBI® to build trend graphs to identify correlations. The results indicated that the optimization of the temperature, time, enzyme load, type of biomass and type of process factors are essential for the technical-economic improvement of ethanol production, especially the conduction of the process by BPC which, despite there still being little data and studies in the area, presented the most promising minimum ethanol selling price (MESP) (0.34 USD/L). | eng |
| dc.description.resumo | Na busca por alternativas mais sustentáveis para a matriz energética global, o etanol de segunda geração (2G) surge como uma opção promissora, especialmente no Brasil, onde o bagaço de cana-de-açúcar e outras biomassas lignocelulósicas são abundantes e podem desempenhar um papel central no desenvolvimento da bioeconomia. A produção de etanol 2G utiliza subprodutos agrícolas e industriais, apresentando a vantagem de não competir diretamente com a cadeia alimentar, diferentemente dos biocombustíveis de primeira geração (1G). A biomassa lignocelulósica é composta por celulose, hemicelulose e lignina, dos quais celulose e hemicelulose são compostas por monômeros de açúcares fermentescíveis. Para acessar os açúcares presentes na biomassa lignocelulósica, primeiramente é necessária uma etapa de pré-tratamento para quebrar a estrutura recalcitrante da biomassa, seguida de uma hidrólise enzimática utilizando celulases e hemicelulases para liberar os açúcares. Este processo pode ser conduzido de diferentes maneiras, como SHF (hidrolise e fermentação separadas), SSF (sacarificação e fermentação simultâneas), SSCF (Sacarificação e co-fermentação simultâneas) e BPC (bioprocessamento consolidado). Adicionalmente, a competitividade econômica do etanol 2G é peça chave para sua implementação industrial. Neste contexto, o presente trabalho examinou as diferentes formas de condução dos processos de hidrólise enzimática e fermentação para produção de etanol, com foco especial para o impacto econômico de cada tipo de processo, explorando o impacto da concentração das enzimas, o tipo de biomassa utilizada e outras análises relevantes. Primeiramente foi realizada a análise bibliométrica dos processos utilizando o software VOSViewer® e uma extensa revisão da literatura para construção do banco de dados de parâmetros dos diferentes processos. Os dados obtidos foram tratados em Microsoft PowerBI® para construção de gráficos de tendência para identificação de correlações. Os resultados indicaram que a otimização dos fatores temperatura, tempo, carga enzimática, tipo de biomassa e tipo de processo são essenciais para a melhoria técnico-econômica da produção de etanol, em especial a condução do processo por BPC que, apesar de ainda haver poucos dados e estudos na área, apresentou o preço mínimo de venda de etanol (MESP) mais promissor (0,34 USD/L). | |
| dc.identifier.citation | CALDEIRA, Gabriel Henrique Vicentin. Produção de etanol de segunda geração no cenário brasileiro: identificação de fatores para a eficiência e viabilidade do processo. 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/20.500.14289/22418. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22418 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Bioenergia | |
| dc.subject | Etanol de segunda geração | |
| dc.subject | MESP | |
| dc.subject | Rotas de produção | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.title | Produção de etanol de segunda geração no cenário brasileiro: identificação de fatores para a eficiência e viabilidade do processo | |
| dc.title.alternative | Second-generation ethanol production in the Brazilian scenario: identification of factors for process efficiency and viability | eng |
| dc.type | TCC |
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