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http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/3001
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Avaliação do ciclo de vida da produção de bioetanol a partir de resíduos alimentares |
???metadata.dc.creator???: | Fagundes, Victória Dutra ![]() |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Colla, Luciane Maria |
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: | Schneider, Rosana de Cássia de Souza |
???metadata.dc.description.resumo???: | Grandes quantidades de resíduos alimentares são geradas em todo o mundo e atualmente sua destinação está se tornando um desafio. Os resíduos de alimentos são considerados como matéria-prima ideal para a produção de biocombustíveis, em particular do bioetanol, devido à sua composição. O processo de produção de bioetanol consiste nas etapas de pré-tratamento, hidrólise enzimática, fermentação e recuperação do produto. Porém, ainda há a necessidade de estudos voltados para a avaliação dos possíveis impactos gerados pela produção de bioetanol a partir de resíduos alimentares. Para isso, a ferramenta mais comum para a avaliação do desempenho ambiental de um processo ou produto é a Análise do Ciclo de Vida (ACV). O presente trabalho tem como objetivo a ACV de bioetanol produzido a partir de resíduos alimentares, sendo o trabalho dividido em duas etapas principais as quais a metodologia utilizada foi realizada seguindo os passos estabelecidos pela ISO 14.040 (2006). A base de dados Ecoinvent vs. 3.4 foi utilizada para a inserção dos dados do inventário junto ao software SimaPro 8.5.0.0 que foi utilizado para a etapa de avaliação de impactos ambientais a partir do método ReCiPe (midpoint e endpoint) e para validação da metodologia de ACV através da análise de incertezas pelo método de Monte Carlo. Na primeira etapa foi feita a ACV da produção de bioetanol a partir de resíduos de banana, batata e mamão em três etapas de processo (pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação) avaliando o processo considerando o consumo de energia por equipamento e não considerando o consumo de energia. Concluiu-se que de fermentação é responsável pelo maior número de impactos e danos ambientais ao se considerar o consumo de energia, ao não se o consumo de energia os maiores impactos e danos são relacionados a etapa de pré-tratamento para todos os resíduos. Das 18 categorias de impactos avaliadas as categorias de impacto que mais contribuem com a geração de impactos são: potencial de aquecimento global (PAG), ecotoxicidade terrestre (ETT) e escassez de recursos fósseis (ERF), já para as categorias de danos a mais representativa foi Recursos. A produção de bioetanol a partir de resíduos de banana é o processo que gera mais impactos e danos ambientais, quando comparado com os resíduos de batata e mamão. Na segunda etapa da dissertação foi realizada a ACV da produção de bioetanol a partir de blends de batatas, frutas e alimentos industrializados em três etapas de processo (pré-tratamento, hidrólise enzimática e fermentação+destilação), para esta etapa foram propostos dois cenários um com o processo comum (Cenário 1) e outro cenário otimizado (Cenário 2), no qual foram removidos o processo de secagem e substituição de tampão fosfato por ácido cítrico, ambos os cenários foram avaliados ao se considerar o consumo de energia no processo de obtenção do bioetanol e não considerando o consumo de energia no processo. Como conclusão, a fermentação representou os maiores impactos e danos ambientais para todos os cenários avaliados ao se considerar o consumo de energia, ao não se considerar o consumo de energia a etapa de pré-tratamento representou os maiores impactos e danos ambientais também para todos os cenários avaliados. O PAG, ETT e ERF representaram as categorias de impactos com os maiores impactos associados, respectivamente e a categoria de danos Recursos representou os maiores danos associados para todos os cenários avaliados. O cenário otimizado apresentou menores impactos e danos ambientais quando comparado com o cenário comum para todos os blends, sendo uma opção de melhorias ambientais para o processo de produção de bioetanol. |
Abstract: | Large amounts of food waste are generated worldwide and its disposal is currently becoming a challenge. Food waste is considered an ideal raw material for the production of biofuels, particularly bioethanol, due to its composition. The bioethanol production process consists of the steps of pretreatment, enzymatic hydrolysis, fermentation and product recovery. However, there is still a need for studies aimed at evaluating the possible impacts generated by the production of bioethanol from food waste. For this, the most common tool for evaluating the environmental performance of a process or product is the Life Cycle Analysis (LCA). The present work aims to perform the LCA of bioethanol produced from food waste, and the work is divided into two main stages in which the methodology used was carried out following the steps established by ISO 14.040 (2006). The Ecoinvent vs. 3.4 was used to insert inventory data into the SimaPro 8.5.0.0 software, which was used for the environmental impact assessment stage using the ReCiPe method (midpoint and endpoint) and to validate the LCA methodology through uncertainty analysis using the Monte Carlo method. In the first stage, the LCA of bioethanol production from banana, potato and papaya waste was carried out in three process stages (pre-treatment, enzymatic hydrolysis and fermentation) evaluating the process considering the energy consumption per equipment and not considering the energy consumption. It was concluded that fermentation is responsible for the greatest number of impacts and environmental damages when considering energy consumption, when not considering energy consumption, the greatest impacts and damages are related to the pre-treatment stage for all waste. Of the 18 impact categories evaluated, the impact categories that contribute most to the generation of impacts are: global warming potential (GWP), terrestrial ecotoxicity (TTE) and scarcity of fossil resources (SFR). For the damage categories, the most representative was Resources. Bioethanol production from banana waste is the process that generates the most impacts and environmental damages, when compared to potato and papaya waste. In the second stage of the dissertation, the LCA of bioethanol production from blends of potatoes, fruits and industrialized foods was carried out in three process stages (pre-treatment, enzymatic hydrolysis and fermentation + distillation). For this stage, two scenarios were proposed, one with the common process (Scenario 1) and another optimized scenario (Scenario 2), in which the drying process and replacement of phosphate buffer by citric acid were removed, both scenarios were evaluated considering the energy consumption in the process of obtaining bioethanol and not considering the energy consumption in the process. As a conclusion, fermentation represented the greatest impacts and environmental damage for all scenarios evaluated when considering energy consumption, when not considering energy consumption, the pretreatment stage represented the greatest impacts and environmental damage also for all scenarios evaluated. The PAG, ETT and ERF represented the impact categories with the greatest associated impacts, respectively, and the Resources damage category represented the greatest associated damage for all scenarios evaluated. The optimized scenario presented lower impacts and environmental damage when compared to the common scenario for all blends, being an option for environmental improvements for the bioethanol production process. |
Keywords: | Biocombustíveis Resíduos como combustível Ciclo de vida do produto |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
???metadata.dc.language???: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade de Passo Fundo |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UPF |
???metadata.dc.publisher.department???: | Instituto de Tecnologia – ITEC |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
Citation: | FAGUNDES, Victória Dutra. Avaliação do ciclo de vida da produção de bioetanol a partir de resíduos alimentares. 2023. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2023. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/3001 |
Issue Date: | 25-Aug-2023 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
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