Avaliação técnico-econômico-financeira da produção de poli-hidroxibutirato e metanol verde a partir da fermentação de gás de síntese por Rhodospirillum rubrum

Gonçalves, Julliana Muniz

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/21040

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Avaliação técnico-econômico-financeira da produção de poli-hidroxibutirato e metanol verde a partir da fermentação de gás de síntese por Rhodospirillum rubrum
Author(s)/Inventor(s):	Gonçalves, Julliana Muniz
Advisor:	Amaral, Priscila Filomena Fonseca
Co-advisor:	Sardou, Ana Carolina Ornellas
Co-advisor:	Ferreira, Tatiana Félix
Abstract:	A descarbonização de processos industriais e a substituição de diversos produtos por materiais biodegradáveis são tendências a serem seguidas nos próximos anos. Por isso, o presente trabalho possui como objetivos a criação de um modelo conceitual de um processo de produção de PHB (poli-hidroxibutirato) e de metanol verde a partir da fermentação de gás de síntese e a avaliação técnico-econômico-financeira desse processo. O conceito conta com oito etapas principais, sendo elas: gaseificação de biomassa, cogeração, fermentação de gás de síntese, purificação de PHB, PSA (pressure swing adsorption), SOEC (solid oxide electrolysis cell), compressão de gás de síntese e síntese e purificação de metanol. Os balanços de massa e de energia do processo foram obtidos por meio de simulação computacional conduzida no software Aspen Plus® v.12.1. Com uma capacidade produtiva do cenário base definida em 6 kt/ano (kta), uma média das capacidades de plantas já operantes de PHB, foram avaliados o custo de investimento (CAPEX), os custos operacionais (OPEX) e o preço mínimo de venda (MSP) do PHB. O metanol foi considerado como um subproduto deste processo e seu preço de venda foi definido em USD 620,86/t. O MSP resultante desse cenário foi de USD 10.077,11, um valor aproximadamente 2,5 vezes maior do que o preço de venda de PHB reportado na literatura. Dessa forma, um estudo do impacto da escala produtiva sobre os principais resultados econômicos foi aplicado para 5 novas capacidades – 8, 10, 13, 17 e 22 kta – e, assim, foram obtidas curvas de custo para o CAPEX, OPEX e MSP, que mostraram o impacto do aumento da escala sobre esses indicadores econômicos. O fator de escala encontrado para esse processo foi 0,4807 e, juntamente a um preço de venda de PHB igual a USD 4.000/t, identificou-se, a partir da extrapolação de dados, que capacidade mínima que resultaria em viabilidade econômica seria de 116 kta. Nesse cenário hipotético, foi realizada uma análise de incertezas usando os principais gargalos observados durante a etapa de análise econômica, sendo estes: CAPEX, preço do etanol, preço do meio de cultura, preço do metanol verde e taxa mínima de atratividade (TMA). Identificou-se que os principais indicadores econômico-financeiros – MSP, valor presente líquido (VPL), taxa interna de retorno (TIR) e tempo de payback – são altamente sensíveis às variações desses gargalos. Dessa forma, conclui-se que o processo proposto é promissor, mas a escala produtiva mínima que resulta em viabilidade econômica encontrada nesse trabalho ainda é incompatível com a demanda de mercado atual de PHB, uma vez que o mercado brasileiro total de bioplásticos registrou uma demanda de apenas 144 kta em 2021.
Keywords:	Descarbonização Processos industriais Bioplásticos Biomassa Fermentação
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	7-Jun-2023
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia de Bioprocessos

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
JMGonçalves.pdf		2.28 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record Recommend this item View Statistics

Pantheon Institutional repository