Resumo Trabalho

SÍNTESE DE REDE DE TROCADORES DE CALOR PARA UMA BIORREFINARIA DE CANA-DE-AÇÚCAR

Autor(es): CÁSSIA MARIA DE OLIVEIRA, ANTONIO JOSÉ GONÇALVES CRUZ, CALIANE BASTOS BORBA COSTA e orientado por CALIANE BASTOS BORBA COSTA e orientado por CALIANE BASTOS BORBA COSTA

O Brasil tem grande importância no mercado de biocombustíveis, especialmente na produção de etanol a partir de cana-de-açúcar. Variações nos preços da energia elétrica e do etanol podem motivar variações nas condições operacionais do processo integrado da biorrefinaria de cana-de-açúcar, a qual produz etanol de primeira e segunda geração e energia elétrica. Contudo, a rede de trocadores de calor (RTC) de tal processo deve ser capaz de atender a essas variações. Este trabalho teve como objetivo a síntese de uma RTC com múltiplos períodos de operação em uma biorrefinaria de cana-de-açúcar, sendo que os períodos indicam diferentes condições de operação da planta. Para cada período, um problema de Programação Não Linear Inteira Mista (PNLIM) foi resolvido para minimizar o Custo Total Anualizado (CTA) e mecanismos de compartilhamento de tempo foram utilizados para integrar as RTCs de todos os períodos em uma RTC multiperiódica. Os problemas de otimização foram resolvidos em dois níveis, utilizando os algoritmos Busca Tabu e Otimização por Enxame de Partículas. Para o processo com a rede multiperiódica, a economia de CTA e na demanda de vapor pode alcançar valores acima 44% e 41% em relação ao processo comumente encontrado nas usinas brasileiras, respectivamente. A economia na demanda de vapor permite desviar mais bagaço para a produção de etanol de segunda geração ou de energia elétrica. Além disso, a integração energética em biorrefinarias oferece melhor gerenciamento da energia e redução nos custos de operação e de capital.

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