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Produção de Farneseno a partir da Fermentação da Sacarose

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
TEC 316 – INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS
DOCENTE: ABRAÃO BRITO PEIXOTO
DISCENTES: IVO HENRIQUE, LILLA ARMEDE, TAÍZE SOUSA E THAMIRES MELO 
PRODUÇÃO DE FARNESENO A 
PARTIR DA FERMENTAÇÃO DA 
SACAROSE
Feira de Santana, 26 de Junho de 2014
1. INTRODUÇÃO
Originária das regiões asiáticas
 Introduzida no Brasil pelos Portugueses no periodo
colonial
 Extração de açúcar nos engenhos
 Importante fator na economia
 ZAEcana (programa Zoneamento Agroecológico da
Cana-de-Açúcar)
Cana de açúcar:
1. INTRODUÇÃO
Brasil: maior produtor de cana do mundo
 Responsável por mais da metade do açúcar
comercializado
 Previsões: Aumento da produção de 3,25% até
2018/2019; Colheita de 47,34 milhões de toneladas do
produto; Volume de exportação de 32,6 milhões de
toneladas para 2019.
Cana de açúcar:
1. INTRODUÇÃO
Tratamento do caldo: Eliminação de impurezas e
microorganismos, eliminação de particulas formadoras
de espuma; facilita a recuperação do fermento
Cana de açúcar:
1. INTRODUÇÃO
Matéria prima para produção de álcool e açúcar
 Grande potencial – “Usinas de energia”
 Amyris: Desenvolvimento de farneseno
Modificação genética de Saccharomyces cerevisiae
 “Diesel da cana”
Cana de açúcar:
• Importância ambiental
– farneseno não contém enxofre
– redução da emissão de gases que provocam 
o efeito estufa
• Mesma eficiência energética dos 
combustíveis fósseis
– porém é mais limpo e renovável
2. JUSTIFICATIVAS
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.1. RECEPÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA
• Matéria prima transportada em caminhões bitrem tanque
• Caminhões são pesados na chegada
• Descarga em plataforma de recebimento
• Xarope entra diretamente na tubulação
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.1. RECEPÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA
• Concentração da sacarose: 260 g/L
• Volume do tanque de recebimento: 400 m³
• Tempo de enchimento de 3 horas
• Vazão de sacarose: 133,33 m³/h 
• Diâmetro nominal da tubulação: 6”
• Material da tubulação: Aço INOX
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.1. RECEPÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.2. PRÉ-AQUECIMENTO, ESTERILIZAÇÃO E ESTOCAGEM
•PRÉ-AQUECIMENTO
•vazão de 25m³/h
•diâmetro da tubulação igual a 3 polegadas
•aumentar o rendimento do processo 
•aumentar a eficiência da esterilização
•utiliza-se um trocador de calor de placas
•alta eficiência
•fluido é exposto a uma grande superfície de 
contanto
•facilita a transferência de calor
•aumenta a velocidade de mudança de 
temperatura
•pressão de vapor a 2,5 bar
•temperatura 130 °C
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.2. PRÉ-AQUECIMENTO, ESTERILIZAÇÃO E ESTOCAGEM
• ESTERILIZAÇÃO
• promove completa eliminação ou 
destruição de todas as formas de 
microrganismos presentes no produto de 
forma a obter um nível de segurança 
aceitável. 
• utiliza-se trocador de calor de placas
– pressão de vapor 5 bar
– temperatura 151°C
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.2. PRÉ-AQUECIMENTO, ESTERILIZAÇÃO E ESTOCAGEM
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.2. PRÉ-AQUECIMENTO, ESTERILIZAÇÃO E ESTOCAGEM
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.2. PRÉ-AQUECIMENTO, ESTERILIZAÇÃO E ESTOCAGEM
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
CANA DE 
AÇÚCAR
DIESEL
AÇÚCAR
ENERGIA 
ELÉTRIA
ÁLCOOL
• Semelhante a diesel fóssil
• Fonte mais limpa
• Biodiesel
FARNESENO
• Levedura 
Geneticamente 
modificada
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
• Batelada Contínua
• Duas Fases:
Fermentação Pré-liminar (pré-fermentação)
 Adição de um percentual de mosto ao levedo
 Multiplicação das Leveduras
 Lenta Produção de Farneseno
Fermentação Principal
 Alimentação efetiva do açúcar do misturador
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
 Tubulação da Via Principal: Aço Inoxidável
 Diâmetro: 3 in
 Conexões: Flangeadas
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
PRÉ-FERMENTAÇÃO
 10% do TQ-03 preenchido com Solução de Sacarose a uma concentração de 10g/L:
- Capacidade do TQ-03 é 400 m³
10% da capacidade é 40m³ (40.000 L)
- Concentração Inicial de Sacarose 260g/L
Sacarose Adicionada: 1538 L
Água Adicionada: 3.841 L
 Esterilização do fermentador
- Vapor a 130°C (Caldeira)
- Duração: 1h
- Resfriamento até 30°C (trocador de Calor)
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
PRÉ-FERMENTAÇÃO
 Adição de Vitaminas e das Leveduras provenientes do tanque de tratamento de 
células
-Transferência das leveduras por diferença de
pressão
- Pressurização do TQ a 2 bar (Ar Comprimido)
- Adição em uma única vez a 1 m³/h
- Consumo total do açúcar
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
- Dados Sacarose
* Densidade: 1035 g/cm³
* Concentração: 260g/L
* 25% m/m
* Viscosidade: 2,58 x 10-3 Pa.s
* Relação Densidade/Viscosidade = 2,49 CsT
Bomba B-03 = CENTRÍFUGA
- FCV-03A: ESFERA
-FCV-03B: DIAFRAGMA
- FIT-03A: CORIOLLIS
comp. Anterior:76,2cm
comp. Posterior:38,1cm
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
 CONTROLE DE VAZÃO
FCV-03B 
FIT-03A
-Variável de Processo (PV) = Vazão do Produto
- Set Point = 25m³/h
- Variável Manipulada (MV) = Abertura da Válvula
-Ação Reversa: Diminuição de MV caso aumente a PV
PID
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
-Preenchimento do tanque de fermentação (400m³) a 25m³/h
-Duração total: 16h
 CONTROLE DE NÍVEL
-Medidores de Nível por Diferença de Pressão
-PIT-03B
-PIT-03C
 CONTROLE DE PRESSÃO
- PSV-03
-PIT-03A: DIAFRAGMA
-Variável de Processo (PV) = Pressão
- Set Point = 0,2 bar
- Variável Manipulada (MV) = Abertura da Válvula
-Ação Direta: Aumento de MV caso aumente a PV
PID
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
 CONTROLE DE TEMPERATURA
- Trocador de calor (tipo placas), associado a TIT-03A e TIT-03B bimetálicos
-B-04: centrífuga
- TIT-03C
-FCV-03F
-Variável de Processo (PV) = Temperatura
- Set Point = 30°C
- Variável Manipulada (MV) = Abertura
da Válvula
-Ação Direta: Aumento de MV caso aumente a PV
PID
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
 CONTROLE DE pH
-pH = 5
- Adição de Amônia: 50L a cada 5000L de mosto
 CONTROLE DE AERAÇÃO
-Aspersão de Oxigênio
- Vazão de 4 vvm
-Fornecido a 2bar pelo compressor
-FCV-03H (diafragma)
-FIT-03C (Turbina)
-Variável de Processo (PV) = Vazão de O2
- Set Point = 4 vvm
- Variável Manipulada (MV) = Abertura da Válvula
-Ação Reversa: Diminuição de MV caso aumente a PV
PID
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
FERMENTAÇÃO PRINCIPAL
 AMOSTRAGEM
 Findada as 16 horas de fermentação, o produto da mesma irá ser direcionado para 
a separação, passando por uma válvula borboleta na saída do tanque.
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.3. FERMENTAÇÃO
 UTILIDADES
 AR COMPRIMIDO – COMPRESSOR
- Coluna de Bolhas
- P = 8 bar
- Redução de Pressão para 2 bar
 ÁGUA FRIA – TORRE DE ARREFECIMENTO
 VAPOR - CALDEIRA
- P = 10 bar
- Redução:
2,7 bar para o pré-aquecedor
5 bar para o esterilizador 
2,7 bar para o fermentador
- CATEGORIA B
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.4. CENTRIFUGAÇÃO
Tubulação da Via Principal: Aço Inoxidável
 Diâmetro: 6 in
 Conexões: Flangeadas
- Dados Sacarose
* Densidade: 1035 g/cm³
* Viscosidade: 2,58 x 10-3 Pa.s
* Relação Densidade/Viscosidade = 2,49 CsT
Bomba B-05 = CENTRÍFUGA
MALHA 04 - CENTRIFUGAÇÃO
- HV-04: ESFERA
- FCV-04A: DIAFRAGMA
- FIT-04A: CORIOLLIS
• comp. Anterior = 10x6in = 60in = 152,4cm
• comp. Posterior= 5x6in = 30in = 76,2cm
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.4. CENTRIFUGAÇÃO
3. DESCRITIVO DE PROCESSO
3.4. CENTRIFUGAÇÃO
MALHA 04 - CENTRIFUGAÇÃO
4. TRATAMENTO DE RESÍDUOS
A disposição final e adequada do lixo pode influir na qualidade 
do meio ambiente e na saúde do homem (saúde publica), 
além da preservação dos recursos naturais.
5. CONCLUSÃO
Com a realização do projeto em questão, foi possível observar a
complexidade e a importância de se conhecer os materiais e
acessórios utilizados em um dimensionamento industrial, como e
quando utilizá-los, além da necessidade de se ter a automaçãopara auxiliar na uniformidade, segurança e qualidade de um
processo.
6. REFERÊNCIAS
AGEITEC - Agência Embrapa de Informação Tecnológica. 
Disponível em:
<http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-
acucar/arvore/CONTAG01_104_22122006154841.html>.
Acesso em: 14/06/2014.
CANA-DE-AÇÚCAR: Produzindo energias e combustíveis renováveis. 
Disponível em: 
<http://www.artigos.com/artigos/engenharia/bioenergetica/cana_de_acucar:-
produzindo-energias-e-combustiveis-renovaveis.-5188/artigo/#.U5xLmPldWTw>.
Acesso em: 11/06/2014.
EDUCAÇÃO AMBIENTAL APLICADA AOS RESÍDUOS SÓLIDOS.
Disponível em: < http://www.unicap.br/revistas/revista_e/artigo5.pdf >.
Acesso em: 25/06/2014.
LINHA MAXITANK. Disponível em:
<http://www.metalesp.com.br/produtos/detalhe/22/Semirreboque_Tanque_Aco
_Inox_45.000_L_eixos_distanciados>.
Acesso em: 15/06/2014.
MAPA- MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. 
Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/vegetal/culturas/cana-de-acucar>.
Acesso em: 15/06/2014.
6. REFERÊNCIAS
PETROPURO. Diesel de cana de açúcar será produzido no Brasil.
Disponível em: 
<http://www.petropuro.com.br/blog/index.php/tag/farneseno/>.
Acesso em: 11/06/2014.
SIAMIG- Associação das Indústrias sucroenergéticas de Minas Gerais. 
Disponível em: 
<http://www.siamig.org.br/index.php?option=com_content&task=view
&id=16&Itemid=61>.
Acesso em: 13/06/2014.
TELLES, Pedro Carlos da Silva. Tubulacões industriais. 9. ed. rev. e ampl 
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1997.

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