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Análise e otimização de um sistema de cogeração usando rejeitos da indústria cervejeira com motor à combustão interna por meio de algoritmos genéticos.
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1016916
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Leal, Elisângela Martins | - |
| Autor(es): dc.contributor | Leal, Elisângela Martins | - |
| Autor(es): dc.contributor | Bohorquez, Washington Orlando Irrazabal | - |
| Autor(es): dc.contributor | Bortolaia, Luis Antônio | - |
| Autor(es): dc.contributor | Rocha, Ana Maura Araújo | - |
| Autor(es): dc.creator | Ibraim, Heron de Castro | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-21T15:30:21Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-21T15:30:21Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-03-19 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/19965 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1016916 | - |
| Descrição: dc.description | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. | - |
| Descrição: dc.description | Este estudo apresenta uma abordagem de descarbonização para um processo produtivo, focando na análise de opções de flexibilidade de combustíveis para alcançar metas de redução de dióxido de carbono e estimular o uso de energias renováveis. O objetivo é otimizar um sistema de cogeração baseado em um motor de combustão interna (MCI) alimentado por etanol de segunda geração e gás de síntese, ambos derivados de resíduos da indústria cervejeira. O trabalho é estruturado em três etapas principais. Na primeira, realiza-se a quantificação e análise bioquímica dos resíduos da produção de cerveja, visando à produção de etanol e gás de síntese por fermentação e gaseificação dos rejeitos. Na segunda, são conduzidos balanços de massa e energia para avaliar a eficiência energética do sistema de cogeração proposto. Na terceira etapa, a otimização do motor é realizada utilizando algoritmos genéticos, permitindo maximizar a eficiência exergética do sistema. Uma solução eficiente para a gestão de resíduos industriais, o sistema proposto contribui significativamente para a redução de emissões de CO2, reforçando o papel da cogeração e dos biocombustíveis na transição para uma matriz energética mais sustentável. A partir do bagaço de malte é possível obter etanol de segunda geração e gás de síntese, essenciais para a sustentabilidade e eficiência do sistema. A produção de etanol anidro é de 24,8 kg para cada 100 kg de bagaço, enquanto a de gás de síntese é de 8,2 kg, com rendimentos energéticos de 1.175 MJ para o etanol e 116 MJ para o gás de síntese, considerando o potencial energético de 1.855 MJ para cada 100 kg de bagaço de malte. A inclusão de 20% de gás de síntese e 80% de etanol resulta em um consumo de combustível no motogerador de 747,15 kg/h, proporcionando uma potência combinada de 4.546,8 kW e uma eficiência exergética de 73,4%. | - |
| Descrição: dc.description | This study adopts an approach to decarbonization in a production process, focusing on the analysis of fuel flexibility options to achieve carbon dioxide reduction targets and promote the expansion of renewable energy. The work aims to optimize a cogeneration system using an internal combustion engine (ICE) fueled by second-generation ethanol and synthesis gas, both obtained from brewery industry waste. The study is divided into three main stages. The first stage involves the quantification and biochemical analysis of the waste generated by beer production, focusing on the production of ethanol and synthesis gas through the fermentation and gasification of the waste. In the second stage, mass and energy balances are carried out to evaluate the energy efficiency of the proposed cogeneration system. In the third stage, the engine is optimized using genetic algorithms, allowing for the maximization of the system's exergy and energy efficiency of the cogeneration system. In the final stage, genetic algorithms are used to optimize engine parameters, maximizing the system's exergy efficiency. The proposed system provides an effective solution for managing industrial waste, significantly contributing to CO2 reduction and highlighting the potential of cogeneration and biofuels in advancing toward a sustainable energy mix. Malt bagasse, in particular, serves as a valuable feedstock for producing second-generation ethanol and synthesis gas, critical to the system's sustainability and efficiency. The process yields 24.8 kg of anhydrous ethanol and 8.2 kg of synthesis gas per 100 kg of bagasse, with respective energy outputs of 1,175 MJ and 116 MJ, based on a total energy potential of 1,855 MJ per 100 kg of malt bagasse. A fuel blend of 20% synthesis gas and 80% ethanol results in a fuel consumption rate of 747.15 kg/h in the generator, achieving a combined power output of 4,546.8 kW and an exergy efficiency of 73.4%. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | aberto | - |
| Direitos: dc.rights | Attribution 3.0 United States | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/ | - |
| Direitos: dc.rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/03/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia elétrica e calor - cogeração | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Motores de combustão interna | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia - indústria - análise energética | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia - indústria - análise exergética | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Algoritmos genéticos | - |
| Título: dc.title | Análise e otimização de um sistema de cogeração usando rejeitos da indústria cervejeira com motor à combustão interna por meio de algoritmos genéticos. | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - UFOP | |
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