Análise térmica do uso do bagaço da cana-de-açúcar: sistema de cogeração e produção da segunda geração de etanol

Abstract

Um dos principais subprodutos da indústria de açúcar e álcool é o bagaço re- manescente da extração do caldo proveniente da cana-de-açúcar. A biomassa resul- tante do processo contém um alto poder calorífico e é uma potencial fonte de açúcares fermentáveis para produção de etanol. O objetivo desse trabalho consiste na descrição e na análise termodinâmica das principais formas de reutilização do bagaço da cana-de-açúcar, sendo elas a produção de etanol de segunda geração e a produção de energia elétrica por meio de um sistema de cogeração. Simulações dos principais fatores energéticos e insumos utilizados foram realizadas a partir dos softwares EES e Microsoft Excel, considerando parâmetros reais dos equipamentos encontrados nas usinas de açúcar e álcool e o estudo bibliográfico feito. Os parâmetros de entrada do sistema foram obtidos por meio de um levantamento anual da produção de cana-de-açúcar das usinas localizadas em Pernambuco, na safra de 2017/2018. Três cenários foram considerados para o uso do resíduo calculado, sendo eles: a alocação total do bagaço para produção de energia elétrica no sistema de cogeração; o uso de 50%, 70% e 100% da biomassa para produção de etanol de segunda geração; a integração dos sistemas, onde há produção de energia elétrica apenas para a movimentação da usina, sendo o resto do resíduo destinado para produção de etanol celulósico. A análise dos resultados se deu através da eficiência global dos cenários, baseadas na quantificação da potência energética gerada e os insumos utilizados. Os resultados mostraram que são necessários 13,92 MVA de energia elétrica pra manter o sistema completo em funcionando e que é possível aumentar a produção de etanol em 32,22% sem aumentar a área de cultivo da cana-de-açúcar, caso utilize um sistema integrado para o reaproveitamento do bagaço.