Aplicação da Propriedade Termodinâmica Exergia na Avaliação de Processos de Produção de Etanol Lignocelulósico: Uma Revisão
Por: salo22 • 12/12/2018 • Trabalho acadêmico • 7.239 Palavras (29 Páginas) • 277 Visualizações
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Artigo
Aplicação da Propriedade Termodinâmica Exergia na Avaliação de Processos de Produção de Etanol Lignocelulósico: Uma Revisão
Silva, S. R.;* Niquini, G. R.; Turetta, L. F; Costa, A. O. S
Rev. Virtual Quim., 2018, 10 (5), no prelo. Data de publicação na Web: 06 de setembro de 2018
http://rvq.sbq.org.br
Application of thermodynamic property exergy in the evaluation of processes of production of lignocellulosic ethanol: a review
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Abstract: The ethanol production process employing lignocellulosic material (second generation ethanol – 2G) is one of the remarkable proposals for the worldwide energetic security. Currently, there is a significant technical- scientific effort in order to obtain sustainable alternative routes for the production of 2G ethanol. The thermodynamic property exergy can be applied for the execution of the energetic analysis of this type of system. The analysis of the exergetic content indicates the economic value associated to the process, since it is characterized as the potential to execute work. In this sense, the exergetic analysis is applied to evaluate alternative technologies for the sustainable development, being a resource of increasing use in the literature. However, there is still a reduced amount of review articles, particularly in Brazilian literature, destined to present the application of this type of analysis to 2G ethanol production. Therefore, this article aims to exhibit some fundamental concepts about this technique, as well as indicators and analysis methods based on exergy. Besides that, applications of the technique to 2G ethanol production processes are presented, in order to highlight the applicability of the thermodynamic evaluation, exergetic analyses and methods and main diagnoses obtained by means of this technique.
Resumo
Keywords: Thermodynamics; Exergetic analysis; Lignocellulosic Ethanol; Sustainability.
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O processo de produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos (etanol de segunda geração - 2G) é uma das propostas de destaque para a segurança energética mundial. Atualmente, há um grande esforço técnico-científico a fim de se obter rotas alternativas sustentáveis para a produção de etanol 2G. A propriedade termodinâmica exergia pode ser usada para a realização da análise energética deste tipo de sistema. Por se caracterizar como o potencial de realização de trabalho, a análise do conteúdo exergético indica um valor econômico associado ao processo. Nesse sentido, a análise exergética tem se mostrado uma ferramenta de crescente uso na literatura na avaliação de tecnologias alternativas para o desenvolvimento sustentável. Contudo, observa-se um volume reduzido de documentos de revisão, principalmente na literatura nacional, destinados a apresentar aplicações da técnica em processos de produção de etanol 2G. Assim, este artigo tem como objetivo elencar alguns conceitos fundamentais sobre a técnica, bem como indicadores e métodos de análise baseados em exergia. Além disso, são apresentadas aplicações da técnica em processos de produção de etanol 2G a fim de destacar a aplicabilidade da avaliação termodinâmica, análises e métodos exergéticos empregados e principais diagnósticos obtidos por meio da técnica.
Palavras-chave: Termodinâmica; Exergia; Etanol lignocelulósico; Sustentabilidade.
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* Universidade Federal de Mina Gerais, Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia Química, Campus Pampulha, CEP 31270-901, Belo Horizonte-MG - Brasil.
[pic 7] suzireiss@hotmail.com
DOI:
Volume 10, Número 5
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Revista Virtual de Química ISSN 1984-6835
Setembro-Outubro 2018
Aplicação da Propriedade Termodinâmica Exergia na Avaliação de Processos de Produção de Etanol Lignocelulósico: Uma Revisão
Suzimara R. Silva,* Gabriela R. Niquini, Leticia F. Turetta, Andréa O. S. Costa
Universidade Federal de Mina Gerais, Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia Química, Campus Pampulha, CEP 31270-901, Belo Horizonte-MG - Brasil.
* suzireiss@hotmail.com
Recebido em 06 de março de 2018. Aceito para publicação em 16 de agosto de 2018
Introdução
- Exergia
- Balanço de exergia
- Componentes exergéticos
- Análise de desempenho baseada em exergia
- Aplicações de análise exergética na produção de etanol lignocelulósico
- Conclusão
- Introdução
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A crescente demanda por fontes de energia, o aumento da emissão de gases do efeito estufa na atmosfera e o rápido esgotamento das fontes não renováveis têm estimulado o processamento de recursos renováveis.1 Dentre os vários biocombustíveis, o etanol vem se destacando como foco de produções técnico-científicas.2-
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No entanto, nos últimos anos, sua forma de produção convencional, a partir de recursos alimentícios (etanol de primeira geração - etanol 1G), passou a sofrer fortes críticas. Alegam-se possíveis danos à
segurança alimentar decorrentes da competição pelo uso da terra para a produção de recursos alimentícios destinados à geração de energia (p.ex.: redução de oferta dos produtos alimentícios, com consequente aumento de preços).8 Dentre as soluções propostas, tem-se o uso de biomassa lignocelulósica (p.ex.: bagaço de cana-de-açúcar, palha e capim-elefante) para a produção de etanol 2G, em substituição aos recursos alimentícios.9-14
A conversão bioquímica de matérias- primas lignocelulósicas em etanol 2G consiste em três etapas principais: pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação. No entanto, a maioria das tecnologias propostas esbarra em dificuldades técnicas ou econômicas. O principal desafio do uso
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