Os principais mercados de derivados do petróleo são os de combustíveis e os de polímeros. No presente há uma busca pela substituição dos produtos desta matriz por outros produzidos a partir de matérias-primas renováveis. Como o Brasil se destaca no cenário mundial na produção de bioetanol a partir da cana-de-açúcar existe a oportunidade de produção de biopolímeros. Neste trabalho estudamos a integração da produção de bioplásticos, em especial o polihidroxibutirato (PHB) pois ela pode se tornar vantajosa. Para verificar a possibilidade da inclusão dos processos de produção de PHB em uma indústria sucroalcooleira, utilizaram-se técnicas de otimização de superestruturas avaliando diferentes processos possíveis para a obtenção de diagrama de processos ótimos para diferentes cenários de mercado. Foi constatado que a inclusão das rotas de produção de PHB possibilitam uma melhora no desempenho econômico no caso em que a biorrefinaria produza como produto principal apenas açúcar ou bioetanol. O desempenho econômico da produção conjunta de etanol e PHB superou em cerca de 25 % o desempenho econômico da biorrefinaria quando comparada com a produção de etanol como principal produto comercializável gerando um valor presente líquido de 599,67 milhões de dólares por ano. Além disso, constatou-se que para uma demanda fixa de 10.000 toneladas de PHB por ano, o preço mínimo de comercialização de PHB deve ser superior à 1.506,66 dólares por tonelada. Por fim, em todos os cenários considerados, a inclusão da rota de PHB mostrou-se uma estratégia interessante para a diversificação das biorrefinarias de cana-de-açúcar.

The main markets for petroleum derivatives are fuels and polymers. Currently, there is an interest for the replacement of products from this matrix by others produced from renewable resources, Brazil stands out in the global scenario for the production of bioethanol from sugarcane and there is an opportunity for the production of biopolymers. In this work the integration of the production of biopolymers, especially polyhydroxybutyrate (PHB) in this scenario is studied. To verify the possibility of including PHB production processes in a sugaralcohol industry, superstructure optimization techniques were used, evaluating different possible processes to obtain optimal process diagrams for different market scenarios. The economic performance of the combined production of ethanol and PHB surpassed by about 25 % the economic performance of the biorefinery when compared to the production of ethanol as the sole main marketable product, generating a net present value of 599.67 million dollars per year. In addition, it was found that for a fixed demand of 10,000 tons of PHB per year, the minimum price of commercialization of PHB must be higher than US$ 1,506.66 per ton. Finally, in all scenarios considered, the inclusion of the PHB route proved to be an interesting strategy for the diversification of sugarcane biorefineries.