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Type: Tese
Title: Sugarcane stillage treatment by membrane distillation
Author(s)/Inventor(s): Balbuena, Omayra Beatriz Ferreiro
Advisor: Borges, Cristiano Piacsek
Co-advisor: Kronemberger, Frederico de Araujo
Abstract: Este trabalho apresenta o uso da destilação por membranas para o tratamento de vinhoto. O vinhoto é o principal efluente líquido da indústria do etanol. Este efluente sai da coluna de destilação a temperaturas entre 70-90 ºC, onde para cada litro de etanol são produzidos de 12 a 20 litros de vinhoto. Desta forma, novas alternativas de tratamento são necessárias para diminuir o impacto da produção de etanol. A destilação por membranas é um processo de separação por membranas cuja força motriz é dada pela diferença de pressão de vapor entre os dois lados da membrana. Assim, este processo implica a transferência de calor e massa simultâneas. A sua principal limitação é o requerimento energético necessário para aquecer a corrente a ser tratada. Neste trabalho, foram realizados testes de laboratório utilizando uma solução sintética de vinhoto e vinhoto industrial. Um modelo matemático foi desenvolvido para simular o processo de destilação por membranas para o tratamento de uma solução multicomponente com as características do vinhoto. O modelo foi validado com os resultados experimentais. Uma análise de viabilidade técnica e econômica mostrou que esta tecnologia pode ser integrada ao processo de produção de etanol e utilizada para o tratamento do vinhoto a um custo estimado de 1.1 $/𝑚3 de água recuperada.
Abstract: This work presents the sugarcane stillage treatment by membrane distillation. Stillage is the main liquid wastewater of ethanol production. This wastewater leaves the distillation column at temperatures between 70-90 ºC and, for each liter of ethanol, 12-20 liters of stillage are obtained. In this way, new treatment alternatives are necessary in order to reduce the ethanol production impact. Membrane distillation is a membrane separation process in which the vapor pressure difference is the driving force of the process. This process implies a simultaneously transfer of heat and mass. The main limitation of this technology is the energy requirement for heating the stream to be treated. In this work, experimental results were performed using a synthetic stillage solution as well as industrial stillage. Besides, a mathematical model was developed to simulate the membrane distillation process for a multicomponent solution treatment which has the stillage characteristics. The model was validated with the experimental data. An analysis of technical and economic feasibility showed that this technology is suitable to be integrated to the ethanol production plant and to be used for the stillage treatment at a cost of $ 1.1 per 𝑚3 of recovered water.
Keywords: Destilação por membrana
Vinhaça de cana de açúcar
Tratamento de água poluída
Membrane distillation
Sugarcane vinasse
Polluted water treatment
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INORGANICOS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jan-2021
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Citation: BALBUENA, Omayra Beatriz Ferreiro. Sugarcane stillage treatment by membrane distillation. 2021. 176 f. Tese (Doutorado) - Programa de Engenharia Química, Coppe, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Engenharia Química

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