WORKSHOP DE ETANOL INSTITUTO DE ECONOMIA DA UFRJ HIDRÓLISE ÁCIDA UMA EXPERIÊNCIA PRÁTICA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA

Transcrição

1 11

2 WORKSHOP DE ETANOL INSTITUTO DE ECONOMIA DA UFRJ HIDRÓLISE ÁCIDA UMA EXPERIÊNCIA PRÁTICA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA SÃO PAULO, 28 DE NOVEMBRO DE 2008 Paulo Augusto Soares Gerente do Projeto DHR paulo.soares2@dedini.com.br José Luiz Olivério Vice Presidente Desenvolvimento 2

3 ETANOL DE CELULOSE USO DA DESLIGNIFICAÇÃO PELO PROCESSO ORGANOSOLVE A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3

4 DEDINI S/A Indústrias De Base FUNDADA EM 1920, A DEDINI TEM HOJE CERCA DE FUNCIONÁRIOS A DEDINI ATUA NO SETOR DE BENS DE CAPITAL SOB ENCOMENDA, COM ÊNFASE NO SETOR DE AÇÚCAR, ÁLCOOL E BIOENERGIA, ONDE OFERECE TECNOLOGIA COMPLETA COM ABRANGENTE LINHA DE PRODUTOS E TRADIÇÃO DE PIONEIRISMO, INOVAÇÃO E VANGUARDA TECNOLÓGICA. PEÇAS, COMPONENTES, EQUIPAMENTOS, PLANTAS COMPLETAS TURN KEY, SERVIÇOS DEDINI S/A INDÚSTRIAS DE BASE, EMPRESA RESULTANTE DA UNIFICAÇÃO DAS ATIVIDADES DA DEDINI, ZANINI, BADONI E CODISTIL. PARTICIPAÇÃO HISTÓRICA NO MERCADO BRASILEIRO: MAIS DE 80% DO ÁLCOOL TOTAL PRODUZIDO NO BRASIL UTILIZA DESTILARIAS DE ÁLCOOL E EQUIPAMENOS DEDINI. 4

5 DEDINI S/A Indústrias de Base PARTICIPAÇÃO ATUAL NO MERCADO BRASILEIRO DE EQUIPAMENTOS SETOR MERCADO DE EQUIPAMENTOS AÇÚCAR E ÁLCOOL (DESDE 1920) ACIMA DE 50% CERVEJARIA (DESDE 1990) ACIMA DE 50% TRATAMENTO DE EFLUENTES (DESDE 1984) ACIMA DE 70% ARMAZENAGEM DE SUCOS (DESDE 1986) ACIMA DE 80% BIODIESEL (DESDE 2004) ACIMA DE 50% PLANTAS MÉDIAS E GRANDES 5

6 FONTE: UNICA A CANA-DE-AÇÚCAR A VISÃO TRADICIONAL BRASIL: 369 USINAS EM OPERAÇÕES 6 314,9 306,9 257,6 293,0 320,6 359,3 386,1 387,4 425,5 493,4 537,8 553,9 581,6 700,0 600,0 303,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 PRODUÇÃO DE CANA DE AÇÚCAR MOAGEM DA CANA DE AÇÚCAR 9 % 3 % 5 % 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 MILHÕES DE TONELADAS 97/98

7 A CANA-DE-AÇÚCAR A VISÃO DA AGROENERGIA A VISÃO ENERGÉTICA DA CANA-DE-AÇÚCAR 1 T CANA LIMPA 1,2 T CANA INTEGRAL ~= 1,2 BARRIS PETRÓLEO 1 T-CAMPO 1718 x 10 3 KCAL AÇÚCARES 153 KG BAGAÇO (50% UMIDADE) 276 KG PALHA (*) (15% UMIDADE) 165 KG 608 x 10 3 KCAL 598 x 10 3 KCAL 512 x 10 3 KCAL 1718 x 10 3 KCAL 1 BARRIL DE PETRÓLEO 1386 x 10 3 KCAL CANA-DE- AÇÚCAR É PURA ENERGIA 1/3 DO CALDO DE CANA 1/3 DO BAGAÇO 1/3 DA PALHA AÇÚCAR: O ALIMENTO (KCAL) MAIS BARATO DO MUNDO BIOETANOL: ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL (*) PALHA = PONTAS, FOLHAS, PALHAS. 7

8 A CANA-DE-AÇÚCAR A VISÃO DA AGROENERGIA CANA-DE-AÇÚCAR BRASIL TOTAL CONTEÚDO ENERGÉTICO PETRÓLEO PRODUZIDO NO BRASIL TOTAL CONTEÚDO ENERGÉTICO Kcal 120% 118% % 78% 86% 78% 82% % % % % b/d b/d b/d b/d b/d b/d b/d b/d b/d b/d b/d 96/97 97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 CANA PETRÓLEO equiv.b/d 10/11 SAFRA/ANO FONTE: ANP BRASIL: 359 USINAS EM OPERAÇÃO 8

9 EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA NO AGRONEGÓCIO DA CANA-DE-AÇÚCAR A EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA SE CONCENTRARÁ NA UTILIZAÇÃO DOS RECURSOS DISPONÍVEIS NO AGRONEGÓCIO DA CANA-DE-AÇÚCAR, ATRAVÉS DOS CONCEITOS DE SUSTENTABILIDADE NOVAS TECNOLOGIAS DE ALTO IMPACTO SÃO RESULTANTES DESSA VISÃO DA AGROENERGIA INÚMEROS NOVOS DESENVOLVIMENTOS ESTÃO SENDO DISPONIBILIZADOS COMERCIALMENTE EM TECNOLOGIAS EMERGENTES PELO IMPACTO REVOLUCIONÁRIO NO SETOR SE DESTAVAM PRODUÇÃO BIOELETRICIDADE COM MÁXIMO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DA CANA: - BAGAÇO - PALHA - CO-PRODUTOS (VINHAÇA) PRODUÇÃO BIOETANOL A PARTIR DO BAGAÇO E DA PALHA A REVOLUÇÃO 3 BIOs PRODUÇÃO BIODIESEL INTEGRADA À USINA DE AÇÚCAR E ÁLCOOL DESTAQUE EM

10 EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA NO AGRONEGÓCIO DA CANA-DE-AÇÚCAR A EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA SE CONCENTRA NA APLICAÇÂO DE CONCEITOS E TECNOLOGIAS QUE PRODUZAM MELHORIAS INCREMENTAIS E NOS PRINCÍPIOS DE SUSTENTABILIDADE NOVAS TECNOLOGIAS DE QUEBRA DE PARADIGMAS CONTINUAM A SER PESQUISADAS OS DESENVOLVIMENTOS VISAM A PLURARIDADE DE PRODUTOS E A SUSTENTABILIDADE DO NEGÓCIO DESTAQUE PARA ESTA NOVA TECNOLOGIA EMERGENTE, PELO IMPACTO REVOLUCIONÁRIO NO SETOR A REVOLUÇÃO DA SUSTENTABILIDADE TECNOLOGIA DISPONÍVEL

11 TECNOLOGIAS EMERGENTES DE ALTO IMPACTO TECNOLOGIA AVANÇADA DE PRODUÇÃO DE BIOETANOL: BIOETANOL DE MATERIAL CELULÓSICO = HIDRÓLISE DO BAGAÇO FLUXOGRAMA DE PRODUÇÃO AÇÚCAR, BIOETANOL E BIOETANOL EXCEDENTE CANA RECEPÇÃO/ PREPARO EXTRAÇÃO CALDO PROCESSO AÇÚCAR AÇÚCAR MELAÇO B A G A Ç O PROCESSO BIOETANOL (Tradicional) H I D R O LI S A D O BIOETANOL VINHAÇA PALHA GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA) BAGAÇO EXCEDENTE HIDRÓLISE DO BAGAÇO GERAÇÃO DE ELETRICIDADE FLUXO DO PRODUTO (TURBOGERADOR) FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO (P/ ACIONAMENTO) FLUXO VAPOR BAIXA PRESSÃO (P/ USO ENERGIA) 11

12 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 12

13 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 13

14 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE AS TRÊS ETAPAS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DE MATERIAIS CELULÓSICOS HIDRÓLISE (SACARIFICAÇÃO) PROCESSO DE INCORPORAÇÃO DE ÁGUA A CELULOSE E A HEMICELULOSE, TRANSFORMANDO-AS EM AÇÚCARES ( + ) FERMENTAÇÃO PROCESSO QUE TRANSFORMA OS AÇÚCARES EM BIOETANOL ( + ) DESTILAÇÃO PROCESSO QUE SEPARA O BIOETANOL DOS DEMAIS COMPONENTES DO VINHO (PREDOMINANTEMENTE ÁGUA) 14

15 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE AS TRÊS ETAPAS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DE MATERIAIS CELULÓSICOS HIDRÓLISE CELULOSE (+) ÁGUA MEIO ÁCIDO HEXOSES (SACARIFICAÇÃO) ( + ) FERMENTAÇÃO HEMICELULOSE MOSTO DE HEXOSES (+) ÁGUA LEVEDURA A MEIO ÁCIDO VINHO HEXOSES 4% PENTOSES 96% + GÁS CARBÔNICO ( + ) MOSTO DE PENTOSES BIOCATALIZ. B VINHO + GÁS CARBÔNICO DESTILAÇÃO VINHO PROCESSOS FÍSICOS ETANOL + OUTROS ALCOOIS VINHAÇA 15

16 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE FATORES DE CONVERSÃO PARA ETANOL 1 kg de Bagaço Natural (50%U) Celulose na Alimentação(kg) ( kg) * = Etanol Puro (kg) - 64% * Hemicelulose na Alimentação(kg) ( kg) 1, = Etanol Puro (kg) - 36% * * = RENDIMENTO DA FERMENTAÇÃO = 0.89 (C6) RENDIMENTO DA DESTILAÇÃO = 0.99 PERDAS NA ESTOCAGEM (0,3%) = RENDIMENTO NA HIDRÓLISE = 0.45 to 0.99 DENSIDADE DO ALCOOL ANIDRO = DENSIDADE ALCOOL COMBUSTÍVEL = PARÂMETROS PRINCIPAIS 80 a 90 ton. cana / hectare 80 litros etanol comb. / hectare 7200 litros etanol comb. / hectare 270 kg bagaço / ton. cana 24.3 ton. bagaço / hectare DESTILARIA de ton. cana/dia) 58 kwh gerado / ton. cana 50 ton. Excesso bagaço / h (0% palha) 80 ton. Excesso bagaço / h (50% palha) + Potencial Máximo de Etanol Puro (kg) - 100% * (0.89 * 0.99 * * 0.99) * Produção Máxima de Etanol Puro (kg) 100% * ( ) = ( kg) ( kg) ( kg) ( kg) Potencial Máximo de Etanol Anidro (litros) ( litros) 16

17 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE AS TRÊS ETAPAS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DE MATERIAIS CELULÓSICOS HIDRÓLISE (SACARIFICAÇÃO) SÃO CONHECIDOS VÁRIOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE, MAS, ATÉ O MOMENTO, NENHUM DELES APRESENTA VIABILIDADE ECONÔMICA SATISFATÓRIA ( + ) PREPARAÇÃO DO MOSTO VIABILIDADE TÉCNICA E FERMENTAÇÃO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO (TRATAMENTO DO HIDROLISADO) HEXOSE (GLICOSE) ECONÔMICA. EM APERFEIÇOAMENTO VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA ( + ) PENTOSE (XILOSE) EM DESENVOLVIMENTO DESTILAÇÃO VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA COMERCIAL A PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DO BAGAÇO DA CANA DE AÇÚCAR DEPENDE DA VIABILIDADE ECONÔMICA DO TRATAMENTO DO BAGAÇO E DA ETAPA DE HIDRÓLISE. 17

18 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE A HIDRÓLISE PODE SER APLICADA A QUALQUER MATERIAL CELULÓSICO: RESÍDUOS FLORESTAIS, MADEIRA, GRAMÍNEAS, RESÍDUOS AGRÍCOLAS, QUE SÃO AS MATÉRIAS - PRIMAS PARA A HIDRÓLISE. CONDIÇÃO NECESSÁRIA PARA A MATÉRIA-PRIMA DISPONIBILIDADE E LOGISTICA DE COLETA BAIXO CUSTO/PREÇO NO BRASIL, A MATÉRIA-PRIMA MAIS ADEQUADA É O BAGAÇO DE CANA PRÉ-TRATADO NAS MOENDAS / DIFUSORES DISPONIBILIDADE EM GRANDES QUANTIDADES MÍNIMO CUSTO OU CUSTO MARGINAL DISPONIBILIDADE NO LOCAL DE USO EM FUTURO PRÓXIMO: A PALHA DA CANA PODERÁ SER MATÉRIA-PRIMA OU SER UTILIZADA COMO COMBUSTÍVEL PARA AS CALDEIRAS, LIBERANDO MAIS BAGAÇO PARA A HIDRÓLISE. COMPOSIÇÃO APROXIMADA DO BAGAÇO DE CANA (tratado e lavado) POLÍMEROS NATURAIS CELULOSE 47% HEMICELULOSE 25% LIGNINA 20% / CINZAS E EXTRATIVOS 8% 18

19 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE PROCESSOS DE HIDRÓLISE: ROTAS TECNOLÓGICAS QUÍMICA (ÁCIDA) TECNOLOGIA CONHECIDA DIFICULDADES TÉCNICAS E OPERACIONAIS HIDRÓLISE (SACARIFICAÇÃO) QUÍMICA (OUTRAS) ELEVADOS INVESTIMENTOS ELEVADO CUSTO OPERACIONAL BIOLÓGICA (ENZIMÁTICA) (Bactérias) PROCESSO AINDA NÃO COMPETITIVO 19

20 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 20

21 O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA LIGNINA HEMICELULOSE CELULOSE REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO CORTE DE UMA FIBRA DE MATERIAL LIGNOCELULÓSICO PRINCIPAIS PROBLEMAS DOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE QUÍMICA A LIGNINA RESTRINGE O ACESSO À CELULOSE E PRECISA SER PREVIAMENTE REMOVIDA. AS CONDIÇÕES DE REMOÇÃO DA LIGNINA SÃO SEVERAS OU O TEMPO É ELEVADO. O MEIO NO QUAL A HIDRÓLISE OCORRE ATACA O AÇÚCAR FORMADO, ASSIM, LOGO APÓS A FORMAÇÃO DO AÇÚCAR INICIA-SE O PROCESSO DE DEGRADAÇÃO DESTE, O QUE REDUZ O RENDIMENTO GLOBAL DA REAÇÃO. O PROCESSO EM BATELADA APRESENTA DIFICULDADES NA RECUPERAÇÃO DE ENERGIA. 21

22 O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA LIGNINA HEMICELULOSE CELULOSE REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO CORTE DE UMA FIBRA DE MATERIAL LIGNOCELULÓSICO COM A LIGNINA REMOVIDA COMO O DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA RESOLVE ESSES PROBLEMAS USO DE FORTE SOLVENTE DA LIGNINA (Organosolve), EM TEMPERATURAS ELEVADAS, POSSIBILITA RÁPIDO ACESSO A CELULOSE, APÓS A DISSOLUÇÃO DA LIGNINA. VELOCIDADE MUITO RÁPIDA DA FORMAÇÃO DO AÇÚCAR (MINUTOS), ELEVANDO OS RENDIMENTOS. O MEIO EM QUE SE PROCESSA A HIDRÓLISE, FAVORECIDO PELO SOLVENTE DA LIGNINA, É O MENOS AGRESSIVO POSSIVEL. RETIRADA IMEDIATA DO AÇÚCAR FORMADO, COM RESFRIAMENTO RÁPIDO DO HIDROLISADO, INTERROMPENDO A DEGRADAÇÃO DO AÇÚCAR PELA AÇÃO DA TEMPERATURA / ÁCIDO. NEUTRALIZAÇÃO DO HIDROLISADO, ESTABILIZANDO O AÇÚCAR OBTIDO, SE NECESSARIO. PROCESSO CONTÍNUO. 22

23 O QUE É O PROCESSO DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA - DHR BAGAÇO IN NATURA Produto Hidrolisado REATOR CONTIÍNUO Processo DHR FLASH DESTILAÇÃO Solução de Hidrosolvente + Baixa Concentração de Ácido REPOSIÇÃO ALCOOL SOLVENTE SOLVENTE RECUPERADO LICOR COM AÇÚCARES ÁCIDO ORGANOSOLV PROCESSO DHR = PROCESSO + PROCESSO QUIMICO DE HIDRÓLISE - VIA ÁCIDA SOLVENTES DA LIGNINA ANALIZADOS MAIS DE 26 ALTERNATIVAS A ESCOLHA NO PROCESSO DHR / UDP FOI O ETANOL HIDRATADO 23

24 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 24

25 HISTÓRICO DO PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA NEW TECHNOLOGIES OF GREAT IMPACT PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DO BAGAÇO PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA: ENVOLVENDO HIDRÓLISE (+) FERMENTAÇÃO (+) DESTILAÇÃO PARA PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DO BAGAÇO DHR PROCESSO DESENVOLVIDO PELA DEDINI, A PARTIR DA DÉCADA DE 80. APROVADO E FINANCIADO POR AGÊNCIAS GOVERNAMENTAIS COM RECURSOS PROVENIENTES DO BANCO MUNDIAL PATENTES CONCEDIDAS EM VÁRIOS PAÍSES (15) DE TODOS OS CONTINENTES DEDINI DESENVOLVEU E OPEROU UMA PLANTA PILOTO DE 100 L BIOETANOL/DIA, QUE FOI INSTALADA E OPERADA NO CTC-COPERSUCAR ACORDO DE COOPERAÇÃO TÉCNICA DEDINI COPERSUCAR, ASSINADO EM NOVEMBRO/97 IMPLANTADA EM NOVEMBRO/2002 UMA UNIDADE SEMI INDUSTRIAL DE L BIOETANOL/DIA, NA USINA SÃO LUIZ, PIRASSUNUNGA. PROJETO CONJUNTO DEDINI-COPERSUCAR-FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO (FAPESP). HOJE: PLANTA SEMI INDUSTRIAL EM FASE DE OPERAÇÃO CONTÍNUA, PARA OBTER A DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS DE ENGENHARIA QUE SERÃO UTILIZADOS PARA DESENVOLVER E IMPLANTAR UMA PLANTA COMPLETA INDUSTRIAL E CONTINUIDADE NO DESENVOLVIMENTO. 25

26 HISTÓRICO DO PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA HISTÓRICO DO PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O DHR FOI UM PROJETO PESSOAL DO DR. DOVILIO OMETTO, QUE ACREDITOU E SEMPRE LIDEROU O DHR - DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA, DESDE O SEU INÍCIO (DÉCADA DE 1980) ATÉ RECENTEMENTE. 26

27 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 27

28 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA REALIZADOS CENTENAS DE TESTES DE COZIMENTO EM REATORES PARR, COM CAPACIDADE DE 100 ML, EM LABORATÓRIO REALIZADAS 345 CORRIDAS NO PILOTO 100 L/DIA, CERCA DE HORAS DOMÍNIO DA OPERAÇÃO DO PILOTO 100 L/DIA OPERAÇÃO CONTÍNUA DO PILOTO DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO: ACIDEZ, TEMPO, TEMPERATURA ESTABILIDADE NAS CONDIÇÕES TERMODINÂMICAS DESENVOLVIMENTO DE DIVERSOS PROCESSOS UNITÁRIOS, TAIS COMO: REAÇÃO DE HIDRÓLISE EM UMA ÚNICA ETAPA, INIBIÇÃO DA DEGRADAÇÃO DOS AÇÜCARES DESENVOLVIMENTO DE DIVERSAS OPERAÇÕES UNITÁRIAS, TAIS COMO: ALIMENTAÇÃO CONTROLADA E CONTÍNUA DO REATOR; FILTRAÇÃO E SEPARAÇÃO DA LIGNINA; PURIFICAÇÃO, PREPARAÇÃO E FERMENTAÇÃO DO MOSTO DO HIDROLIZADO (HEXOSES); RECUPERAÇÃO DO SOLVENTE 28

29 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA PILOTO DHR E LABORATÓRIO PILOT 100 L BIOETANOL/DIA VISTA GERAL PLANTA PILOTO DHR ALIMENTAÇÃO DE BAGAÇO REATOR DHR AMOSTRAS: BAGAÇO IN NATURA, HIDROLIZADO DO REATOR, HIDROLIZADO DA COLUNA DE RECUPERAÇÃO DO SOLVENTE; BIOETANOL DHR. PRODUTIVIDADE PREVISTA EM LITROS DE BIOETANOL HIDRATADO/ TON. BAGAÇO IN NATURA OBTIDA NO PILOTO (APENAS HEXOSE): 109 POTENCIAL DO PROCESSO (HEXOSE+PENTOSE)

30 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA PRINCIPAIS RESULTADOS ALCANÇADOS NA PILOTO RENDIMENTO ATRAVÉS DOS AÇÚCARES REDUTORES TOTAIS (ART) MÉDIA - CORRIDA - 59 / 72% PICO - 88% CONCENTRAÇÃO DE ART NO HIDROLISADO: 10,9% RENDIMENTO DE FERMENTAÇÃO (HEXOSES): 89% ALIMENTAÇÃO DE BAGAÇO : 20,6 kg / h OPERAÇÃO ESTÁVEL E CONTÍNUA 30

31 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA DHR RENDIMENTO E PRODUTIVIDADE RENDIMENTOS OBTIDOS - PILOTO E LABORATÓRIO - SACARIFICAÇÃO - % FERMENTAÇÃO (HEXOSE) - % DESTILAÇÃO - % - 99 FERMENTAÇÃO DAS PENTOSES TECNOLOGIA A SER DESENVOLVIDA PRODUTIVIDADE L BIOET.HIDR./T BAGAÇO: P 1, P 2 e P 3 - A PARTIR DE 1 T DE BAGAÇO IN NATURA RENDIMENTOS P1 - INICIAL P2 P3-POTENCIAL PREVISTOS HEXOSES PENTOSES HEXOSES PENTOSES HEXOSES PENTOSES SACARIFICAÇÃO-% FERMENTAÇÃO-% DESTILAÇÃO-% BIOETANOL-L/T BIOETANOL TOTAL-L/T

32 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA UNIDADE SEMI INDUSTRIAL - UDP Litros /Dia de Etanol Equivalente ou 2000 kg / h de Bagaço Natural BAGAÇO: MATÉRIA-PRIMA DO DHR E PLANTA DE HIDRÓLISE DO DHR TORRE DO REATOR COM SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DO BAGAÇO 32

33 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A UNIDADE SEMI INDUSTRIAL L/DIA COLUNA DE RECUPERAÇÃO DO SOLVENTE (ETANOL, QUE RECIRCULA) E DE SEPARAÇÃO DOS PRODUTOS DA HIDRÓLISE COLETA DOS PRODUTOS DA DESTILAÇÃO: HIDROLISADO E LIGNINA FERMENTAÇÃO E DESTILAÇÃO: UTILIZADAS AS INSTALAÇÕES EXISTENTES 33

34 O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A UNIDADE SEMI INDUSTRIAL L/DIA ESTAGIO ATUAL DA TECNOLOGIA APÓS REMODELAÇÃO EM 2005 TECNOLOGIA EM BUSCA DA VIABILIDADE ECONÔMICA PARA O MERCADO BRASILEIRO 34

35 ETANOL DE CELULOSE: USO DO BAGAÇO DE CANA O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA A CANA DE AÇÚCAR NA ÓTICA DA BIOENERGIA A VISÃO DA DEDINI O PROCESSO DHR DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 1. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS DE HIDRÓLISE 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 2. O QUE É O PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 3. HISTÓRICO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 4. O DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 5. O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA 35

36 O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA DHR INTEGRAÇÃO NAS USINAS DHR - IMPACTO NA PRODUÇÃO E PRODUTIVIDADE DHR - IMPACTO AMBIENTAL DHR - CONCLUSÕES 36

37 O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA INTEGRAÇÃO DO DHR EM USINA SUSTENTÁVEL BIOAÇÚCAR BIOETANOL CANA PALHA USINA DE BIOETANOL (PROCESSO TRADICIONAL OTIMIZADO ENERGETICAMENTE) BAGAÇO + PALHA HIDROLISADO 30 a 70% de Bagaço Excedente BIO FERTILIZANTE BIOÁGUA VINHAÇA BIODIGESTÃO VINHAÇA BIOFOM ENERGIA (VAPOR, BIOELET., ETC) BIOGÁS PALHA VAPOR CALDEIRA MULTICOMBUSTÍVEL VAPOR TURBOGERADOR BIOELETRICIDADE EXCEDENTE LIGNINA ENERGIA (VAPOR, BIOELET., ETC) DHR Palha no Futuro A USINA SUSTENTÁVEL DE BIOETANOL EM FUTURO PRÓXIMO 37

38 O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA DHR - IMPACTO NA PRODUÇÃO E PRODUTIVIDADE USINA DE BIOETANOL - PROCESSO TRADICIONAL - EXEMPLO 1 HA 80 T CANA LIMPA CALDO L BIOETANOL HIDRATADO USINA DE BIOETANOL - PROCESSO TRADICIONAL OTIMIZADO + DHR (PRODUTIVIDADE POTENCIAL MÁXIMA DO PROCESSO OTIMIZADO) EXEMPLO 1 HA 96 T CANA INTEGRAL (INCL. PALHA) CALDO L BIOETANOL HIDRATADO BAGAÇO + PALHA L BIOETANOL HIDRATADO L BIOETANOL HIDRATADO A MESMA ÁREA PLANTADA TEM POTENCIAL PARA DOBRAR A PRODUÇÃO DE BIOETANOL 38

39 O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA DHR - IMPACTO AMBIENTAL USO DO BIOETANOL COMO ADITIVO À GASOLINA OU COMBUSTÍVEL EXCLUSIVO AS EMISSÕES VEICULARES SÃO MENOS POLUENTES O BIOETANOL REDUZ AS EMISSÕES DE CO2, E POR DECORRÊNCIA, O EFEITO ESTUFA. O BIOETANOL PROVÉM DE BIOMASSA RENOVÁVEL, SUBSTITUINDO DE FORMA PARCIAL OU TOTAL A GASOLINA DERIVADA DE PETRÓLEO NÃO RENOVÁVEL A PRODUÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DO BAGAÇO E DA PALHA POSSIBILITA POSSIBILITA AUMENTAR AUMENTAR A PRODUÇÃO PRODUÇÃO DE DE BIOETANOL BIOETANOL SEM SEM EXPANSÃO EXPANSÃO DA DA ÁREA ÁREA DE DE LAVOURA LAVOURA VIABILIZA VIABILIZA O USO USO ECONÔMICO ECONÔMICO DA DA PALHA, PALHA, CONTRIBUINDO CONTRIBUINDO PARA PARA ELIMINAR ELIMINAR AS AS QUEIMADAS QUEIMADAS E A REDUÇÃO REDUÇÃO DAS DAS EMISSÕES EMISSÕES POLUENTES POLUENTES DECORRENTES DECORRENTES 39

40 O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA O POTENCIAL E O IMPACTO DO PROCESSO DHR-DEDINI HIDRÓLISE RÁPIDA CONCLUSÕES NO BRASIL, O BIOETANOL CELULÓSICO POSSIBILITA SIGNIFICATIVO AUMENTO DA PRODUÇÃO SEM O RESPECTIVO AUMENTO DA ÁREA PLANTADA. POR OUTRO LADO, POSSIBILITA MANTER A PRODUÇÃO DE BIOETANOL REDUZINDO A ÁREA DE PLANTIO OU DESTINANDO MAIOR PROPORÇÃO DO CALDO PARA O AÇÚCAR E DERIVADOS. POSSIBILITA A PRODUÇÃO INTERNACIONAL DE BIOETANOL A PREÇOS COMPETITIVOS EM PAÍSES ONDE HÁ CULTURA DE CANA-DE-AÇÚCAR, SEM AUMENTAR A ÁREA PLANTADA. POSSIBILITA MELHORIAS AMBIENTAIS POR REDUZIR AS EMISSÕES DE POLUENTES E DE CO 2 E POR CONTRIBUIR PARA O USO ECONÔMICO DA PALHA, EVITANDO AS QUEIMADAS. ESTIMA-SE QUE O INVESTIMENTO PARA UMA INSTALAÇÃO DHR É SEMELHANTE AO DE UMA SOLUÇÃO CONVENCIONAL DEVENDO SER INSTALADA INTEGRADA ÀS USINAS E DESTILARIAS EXISTENTES, RESULTANDO EM REDUÇÃO DE INVESTIMENTOS. GRANDE SINERGIA COM O SISTEMA ATUAL: MESMO LOCAL, MESMO PRODUTO, MESMO INVESTIDOR, MESMO EMPRESÁRIO. O PROCESSO DHR SE APLICA A OUTRAS MATÉRIAS-PRIMAS CELULÓSICAS, COM AS DEVIDAS E NECESSÁRIAS ADAPTAÇÕES. O DHR TEM POTENCIAL PARA A PRODUÇÃO DE BIOETANOL COMPETITIVO COM OS PROCESSOS TRADICIONAIS, COM CUSTO INFERIOR AO DA GASOLINA COMERCIALIZADA. 40

41 O ÁLCOOL DO FUTURO 41

42 OBRIGADO PELA ATENÇÃO Rodovia Rio Claro-Piracicaba, km 26,3 Caixa Postal CEP Piracicaba - SP - Brasil Tel.: +55 (19) Fax: +55 (19) dedini@dedini.com.br site: 42