Modelagem, simulação e análise técnico-financeira de uma unidade de processamento de soro de leite para produção integrada de concentrado proteico, lactose e etanol / Modeling, simulation and techno-financial analysis of a plant unit for integrated producing of whey protein concentrate, lactose and ethanol

Alexandre Navarro da Silva

O processamento do soro de leite é uma atividade de grande importância tecnológica e ambiental para a cadeia agroindustrial do leite no Brasil. Sua utilização tem sido objeto de muitas pesquisas e vários estudos têm sido realizados com o objetivo de obter produtos comerciais de alto valor agregado concomitantemente à redução do seu alto poder poluente. Neste trabalho objetivou-se modelar e analisar a viabilidade técnico-econômica, incluindo análise de riscos e estudo de impacto poluidor, de uma unidade de processamento de soro para produção de concentrado proteico (CPS). Foi utilizado o software SuperPro Designer para realizar a modelagem dos processos, sendo construídos dois modelos distintos para obtenção de CPS 34 e CPS 80. Os dados utilizados para construção dos modelos foram obtidos por meio de consulta bibliográfica, empresas de equipamentos, profissionais da área e empresas concorrentes. A avaliação econômica foi realizada mediante análise dos principais parâmetros utilizados: Tempo de Retorno de Capital (TRC), Valor Presente Líquido (VPL), Ponto de Equilíbrio (PE) e Taxa Interna de Retorno (TIR). A fim de avaliar a sensibilidade dos projetos, foi realizada análise por meio de gráficos do tipo spiderplot, o qual permite determinar quais as variáveis que causam maior impacto na TIR. Dados históricos destas variáveis foram utilizados para realização da análise de riscos, por meio de ajuste de distribuição de probabilidades utilizando o teste de qui-quadrado, sendo submetidas à simulação de Monte Carlo utilizando o software @Risk. Para análise de impacto poluidor, foram utilizados os parâmetros de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Os projetos se mostraram viáveis pelos altos valores de TIR e VPL, aliados ao baixo PE e TRC. As variáveis às quais a TIR foi mais sensível foram o preço do soro e do CPS. Por meio da análise de riscos, pôde-se verificar que o projeto se mostra viável mediante a variabilidade associada às variáveis estudadas, sendo que a produção de CPS 80 apresentou-se mais atrativa com TIR mínima de 141,48%, comparado à produção de CPS 34 com TIR mínima de 72,42%. Apesar da maior viabilidade da produção de CPS 80, esta apresentou menor redução do impacto poluidor, devido à maior purificação de proteínas pelo processo de diafiltração. Paralelamente, foi realizado um estudo da utilização da lactose contida no permeado dos processos de separação de proteínas (ultrafiltração e diafiltração), integrado ao processo de produção de CPS, utilizando metodologia semelhante. Foram construídos quatro modelos, sendo estes para produção de: (1) CPS 34 e lactose em pó, (2) CPS 34 e etanol hidratado, (3) CPS 80 e lactose em pó, (4) CPS 80 e etanol combustível hidratado. Analisando os parâmetros econômicos, pode-se verificar que os projetos se mostraram viáveis técnico-economicamente, porém, individualmente, o custo de produção de etanol se mostrou superior ao preço de venda, o que tornam os projetos 1 e 3 inviáveis economicamente. Desta forma, as plantas com produção de lactose em pó são mais atrativas, havendo maior viabilidade de produção de CPS 80 frente ao CPS 34. A TIR se mostrou mais sensível aos preços do CPS, soro, lactose em pó e etanol, porém observa-se pela análise de risco que todos os projetos apresentam viabilidade, com TIR mínima de 49,14% para o modelo 2 e a TIR máxima pode chegar a 203,05% para produção de CPS 80 e lactose em pó. Também foi possível avaliar a redução do impacto poluidor do soro, permitindo concluir que os processos que envolvem a produção de lactose em pó permitem maior redução da carga poluidora do soro.

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