Techno-economic assessment of bio-ethanol production from cassava pulp
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-08-21
Department
Major/Subject
Industrial Energy Processes and Sustainability
Mcode
CHEM3044
Degree programme
Master’s Programme in Advanced Energy solutions (AAE)
Language
en
Pages
103+6
Series
Abstract
This thesis presents a techno-economic assessment of bioethanol production from cassava pulp, a solid waste generated from cassava starch extraction. The primary objective of this study was to utilize simulation models, developed for both principal and heat-integrated process concepts for analysis of economic feasibility. The simulation models were developed with Aspen Plus software, based on data obtained from a pilot plant in Thailand. Both process concepts included anhydrous ethanol production and anaerobic digestion of the stillage, while the heat-integrated process applied heat recovery and reutilization to reduce primary steam consumption. The results showed that the heat-integrated concept could lower the steam consumption by over 60% compared to the principal concept. The economic analysis revealed that the heat-integrated concept performed somewhat better than the principal concept, while ultimately the improvement fell short of expectations. Sensitivity analysis indicated that the price of bioethanol and cassava pulp, as well as the fixed capital investment and availability of funding all have significant influence on the profitability of both concepts. Overall, this study demonstrated that bioethanol production from cassava pulp is a promising option for valorizing cassava waste. The produced bioethanol offers a way to reduce greenhouse gas emissions in transportation sector.Tässä työssä esitellään teknistaloudellinen tarkastelu bioetanolin tuotannolle kassavateollisuuden jätejakeesta. Työn päätavoite oli hyödyntää Aspen Plus simulaatiotyökalulla luotuja malleja laitoskonseptien kannattavuuden tarkastelussa. Simulaatiomallit luotiin perustuen thaimaalaiselta pilottilaitokselta kerättyyn dataan. Työssä verrattiin kahden eri prosessikonseptin taloudellista kannattavuutta. Molempiin prosessikonsepteihin sisältyi bioetanolin tuotannon lisäksi tislaamon jätejakeen käsittely. Toiseen prosessikonseptiin tuotiin mukaan prosessivirtojen lämpöintegrointia primäärihöyryntarpeen vähentämiseksi. Tulokset osoittivat, että lämpöintegroidulla konseptilla voitaisiin vähentää primäärihöyryn kulutusta yli 60 % lämpöintegroimattomaan konseptiin verrattuna. Taloudellinen analyysi osoitti, että lämpöintegroitu prosessikonsepti on perusprosessikonseptia kannattavampi, joskin saavutettu parannus jäi odotuksia alhaisemmaksi. Herkkyysanalyysillä osoitettiin, että bioetanolin ja raaka-aineen hinnan lisäksi lopullinen investointikustannus ja mahdollisen investointituen saatavuus vaikuttavat suurelta osin molempien prosessikonseptien kannattavuuksiin. Kaiken kaikkiaan tehty tarkastelu osoitti, että bioetanolin tuotanto kassavateollisuuden jätejakeesta on lupaava vaihtoehto muutoin jätteeksi päätyvän virran hyödyntämiselle. Bioetanolia hyödyntämällä pystyttäisiin korvaamaan fossiilisia polttoaineita, ja täten vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä.Description
Supervisor
Oinas, PekkaThesis advisor
Malinen, IlkkaHautala, Tarmo
Keywords
techno-economic assessment, bioethanol, biogas, cassava, cassava pulp, Aspen Plus