Avaliação do aproveitamento energético dos resíduos da indústria de óleo de rícino por meio da cogeração
| dc.contributor.advisor1 | Queiroz, João Paulo Silva | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7316247674511327 | por |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-3469-2773 | por |
| dc.contributor.author | Estanislau, Diana Wendy Ré | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-24T16:51:25Z | |
| dc.date.available | 2023-10-24T16:51:25Z | |
| dc.date.issued | 2023-08-28 | |
| dc.description.abstract | The castor bean plant (Ricinus communis L.) is an oilseed crop from which castor oil is extracted, that has various applications, such as a bio lubricant, raw material for bioplastics and biodiesel, additive in coatings, cosmetic and pharmaceutical. In the processing of castor beans, in addition to the oil, several by-products are produced, including straw, husk (in the agricultural phase), and seed cake (industrial stage). The demand for renewable energy sources and products with a reduced environmental impact continues to grow. In this context, agro-industries have been studied according to the biorefinery approach, which seeks to utilize all parts of the plant to produce value-added products, minimizing waste disposal. Currently, the application of castor bean by-product is concentrated only on the use of seed cake as a biofertilizer or additive in animal feed. However, this and the other residues have energy potential that could be exploited. In this work, their use as sources for cogeneration was studied, seeking to evaluate the generation capacity of this industry, optimization factors of thermal cycles, as well as technical and environmental limitations involved. For this purpose, three systems were proposed and simulated in Aspen Plus software. They differ in terms of heat source: direct burning of straw and husk (in System 1) or anaerobic digestion of seed cake for biogas production which is then burned (in Systems 2 and 3); and in terms of the thermodynamic cycle used for cogeneration: Rankine (in Systems 1 and 2) and Brayton (in System 3). Based on an industry with a processing capacity of 100 thousand tons of seeds/year, the useful energy (work + recovered heat) obtained in Systems 1-A (husk and a portion of the straw obtained through manual harvesting), 2 and 3 was 24.5, 6.9 and 7.0 MW, respectively. And in case 1-B, which considers that all agricultural residue would be available for burning, the rate reached 91 MW. System 3 had low work output due to the limitation of combustion temperature to avoid NOx and CO emissions. In all evaluated scenarios, the castor bean industry would be self-sufficient in terms of its electrical and thermal energy usage. | eng |
| dc.description.resumo | A mamona (Ricinus communis L.) é a planta oleaginosa da qual se extrai o óleo de rícino, que possui diversas aplicações, como biolubrificante, matéria-prima de bioplástico e de biodiesel, aditivo em tintas, cosmético e fármaco. No processamento da mamona, além do óleo, são produzidas palha, casca (na fase agrícola) e torta (etapa industrial). Com a crescente demanda por energias renováveis e produtos com menor pegada ambiental, as agroindústrias têm sido tratadas à luz do conceito de biorrefinaria, que visa aproveitar todas as frações da planta para obter produtos de valor agregado, reduzindo ao máximo o descarte de resíduos. Atualmente, a aplicação de subproduto da mamona se concentra apenas no uso da torta como biofertilizante ou aditivo em ração animal. Entretanto, esta e os demais resíduos possuem potencial energético que deve ser explorado. Neste trabalho foi estudada a utilização destes como fontes para cogeração, buscando avaliar a capacidade de geração desta indústria, fatores de otimização dos ciclos térmicos, bem como as limitações técnicas e ambientais envolvidas. Para isso, foram simulados no software Aspen Plus três sistemas propostos que se diferenciam quanto à fonte de calor: a queima direta de palha e casca (no Sistema 1) ou a digestão anaeróbia da torta para produção de biogás que em seguida é queimado (nos Sistemas 2 e 3); e quanto ao ciclo termodinâmico utilizado para cogeração: Rankine (nos Sistemas 1 e 2) e Brayton (no Sistema 3). Usando como base uma indústria com capacidade de processamento de 100 mil toneladas de sementes/ano, a energia útil (trabalho + calor recuperado) obtida nos Sistemas 1-A (casca e parte da palha obtida pela colheita manual), 2 e 3 foi de 24,5, 6,9 e 7,0 MW, respectivamente. E no caso 1-B, o qual considera que toda a quantidade de resíduo agrícola seria usada na queima, a taxa atingiu 91 MW. O Sistema 3 resultou em baixa potência elétrica, devido à limitação da temperatura de combustão para evitar emissões de NOx e CO. Em todos os cenários analisados a indústria de mamona se tornaria autossuficiente em relação ao uso de energia elétrica e térmica. | por |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
| dc.identifier.citation | ESTANISLAU, Diana Wendy Ré. Avaliação do aproveitamento energético dos resíduos da indústria de óleo de rícino por meio da cogeração. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/18813. | * |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/18813 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
| dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Cogeração | por |
| dc.subject | Biorrefinaria | por |
| dc.subject | Mamona | por |
| dc.subject | Combined heat and power | eng |
| dc.subject | Biorefinery | eng |
| dc.subject | Castor bean | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA | por |
| dc.title | Avaliação do aproveitamento energético dos resíduos da indústria de óleo de rícino por meio da cogeração | por |
| dc.title.alternative | Evaluation of the energy use of waste from the castor oil industry through cogeneration | eng |
| dc.type | TCC | por |
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