{pt_PT=Thermo-economic optimal design of lignocellulose biorefineries} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=É previsto que a procura energética mundial nas próximas décadas venha a aumentar devido ao crescimento populacional, este facto paralelo ao maior impacto dos combustíveis fósseis no aquecimento global e mudanças climáticas, impõe que medidas sejam tomadas para criar sustentabilidade ecológica para as gerações futuras. A biomassa de origem lignocellulósica é uma das mais disponíveis e sub-utilizadas matérias primas biológicas disponíveis ao homem, e recentemente o conceito de biorefinaria tem ganho relevância a nível mundial em investigação científica. Neste contexto, o trabalho relativo a esta tese de mestrado está baseado no desenvolvimento colaborativo de uma plataforma computacional cujo objectivo será optimizar cadeias de conversão de lignocellulose em calor, potência e produtos bio-químicos – considerando objectivos termo-económicos. A optimização segue uma estrutura de mestre-escravo, com um algoritmo evolucionário e um optimizador mixed integer linear programming respectivamente. No panorama computacional, o âmbito do presente trabalho é o desenvolvimento da metodologia referente à integração de modelos de unidades tecnológicas. Esta metodologia extrai parâmetros de optimização de modelos de unidades processuais, e integra-os na optimização. De certo ponto de vista, esta metodologia serve como ponte entre a optimização mestre e escrava. A parte relevante deste trabalho é criar a fundação para o subsequente desenvolvimento da plataforma de optimização. Dito isto, uma demonstração do processo é desenvolvida considerando diferentes níveis de biomassa disponível. Este trabalho é fruto da colaboração entre o Instituto Superior Técnico (IST) em Lisboa, Portugal e a École Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) em Lausanne, Suiça., en=Energy demand is projected to rise in the following decades due to population growth, and then with fossil fuels being the biggest contributor to global warming and climate change, efforts need to be made to foster an environment where sustainability is assured for future generations. Lignocellulose biomass is one of the most available and underused biological raw material available to man, and recently the concept of biorefinery has been gaining momentum in worldwide research. In this context, this Master Thesis is based on the collaborative development of a computer-aided platform whose objective is to optimize lignocellulose conversion pathways to heat, power and bio-based products – considering thermoeconomical objectives. The optimization follows a master-slave structure, with an evolutionary algorithm and a mixed integer linear programming optimizer respectively. Within the scope of the computational platform, the present work develops the integration methodology for unit process technologies. The methodology retrieves optimization parameter data from previously developed unit process technology models, and integrates the data in the optimization. It serves as a bridge between the master and slave optimizations. The highlight of this work is laying the foundation for the further development of the optimization platform. As such, a demonstration of the currently developed optimization framework is done considering different levels of available biomass inputs. This work is fruit of collaboration between Instituto Superior Técnico (IST) in Lisbon, Portugal and École Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Lausanne, Switzerland.}

Discussão: março 10, 2015, 14:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Atish Jaientilal (ist156808)

ORIENTADOR

Ana Paula Ferreira Dias Barbosa Póvoa

Departamento de Engenharia e Gestão (DEG)

Professor Catedrático