Destilação alcoólica a partir da cana de açúcar

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CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA

SÍNTESE E IDENTIFICAÇÃO DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS I

DESTILAÇÃO ALCOÓLICA

DAIANE APARECIDA DA SILVA BARROS – Nº 05

DAVI MELO DE PONTES BARBOSA – Nº 07

GABRIEL CAIQUE ZERBINATO ALCÂNTARA – Nº 18

PROFESSORA: LÚCIA REGINA DE JESUS

OSASCO

2015

TEMA: DESTILAÇÃO ALCOÓLICA 

INTRODUÇÃO TEÓRICA

        

1.        Produção de álcool no Brasil

                O etanol é um composto orgânico cuja fórmula molecular é C2H6O. Também conhecido com álcool etílico, ou, na linguagem popular, chamado apenas de álcool, está presente em bebidas alcoólicas, produtos de limpeza e tintas. O combustível utilizado nos carros também é o etanol, que pode ser obtido através do processo de fermentação da cana de açúcar. Apesar do composto ser utilizado de diversas formas e ser o mesmo, as diferenças ocorrem na forma o qual será destilado e nos processos pós-produção do produto. [1]

                Mundialmente, o álcool etílico é produzido em grande escala, principalmente pelos Estados Unidos da América e pelo Brasil. Juntos, os dois países produzem cerca de 90% da oferta mundial do combustível. [2]

                A figura 01, abaixo, corresponde a um gráfico da produção de etanol no Brasil de 2000 a 2014.

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 Figura 01: Produção do etanol no Brasil nos últimos 14 anos.

                Existem vários processos para que o álcool seja obtido, entretanto, o mais utilizado é a fermentação de açúcares de plantas ricas em açúcar, como a cana de açúcar, ou amido, como o milho. [1]           

                A cana de açúcar é a matéria prima para a produção do etanol no Brasil e a segunda maior fonte de energia renovável do país, com quase 13% de participação na matriz energética. No ano de 2004, cerca de 380 milhões de toneladas foram moídas e, destas, 48% foram destinadas à produção do álcool. O bagaço remanescente é queimado nas próprias caldeiras das usinas, tornando-as autossuficientes em energia elétrica para o seu funcionamento. [1,3]

                Aproximadamente 80% da produção brasileira tem como destino o uso combustível, 5% é destinado ao uso alimentar e perfumaria e 15% são exportados. Enquanto o álcool anidro (com teor de 0,5% de água) é utilizado na produção da gasolina comercializada nos postos de combustíveis, o álcool hidratado (teor de 5% de água) é o etanol combustível, utilizado no abastecimento dos veículos. [4]

2.        A função álcool

                Álcool é composto orgânico que contém uma ou mais hidroxilas ligadas aos átomos de carbono saturado, ou seja, aquele que realiza apenas ligações simples. São compostos reativos devido à presença de hidroxila e, seu caráter ácido faz com que essas substâncias reajam com metais, anidridos, cloretos e metais alcalinos. Quando sua molécula possui até 11 carbonos, seu estado físico é líquido à temperatura ambiente e sua coloração é incolor. Conforme há um aumento da cadeia carbônica, seu estado físico será sólido inodoro, como a parafina. A classificação dos álcoois depende da posição da hidroxila [5,6]:

• Álcoois primários: Contém o grupo funcional -OH ligado a um carbono primário. Exemplo:

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Metanol.

• Álcoois secundários: Contém o grupo funcional -OH ligado a um carbono secundário. Exemplo:

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Propan-2-ol.

• Álcoois terciários: Contém o grupo funcional -OH ligado a um carbono terciário. Exemplo:

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2-metil-propan-2-ol.

 

3.        A fermentação Alcóolica

O álcool etílico, comumente contido em bebidas e destinado à produção de combustíveis, é obtido através de um processo bioquímico conhecido como fermentação alcóolica. Durante esse processo de produção, as matérias primas utilizadas, principalmente no Brasil, são a cana-de-açúcar e alguns tipos de grãos. Neste processo, os carboidratos glicose, frutose e sacarose são convertidos em energia. A obtenção dos monossacarídeos glicose e frutose se dá por meio da hidrólise do dissacarídeo sacarose (um composto de uma molécula de glicose com uma de frutose, onde um dos monossacarídeos perde um H e é “desidratado”). [7]

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Figura 02: Processo de obtenção da glicose e da frutose por meio da invertase (enzima produzida por micro-organismos, popularmente conhecidos como fermento de panificação) que é capaz de hidrolisar a sacarose e produzir glicose e frutose.

Fonte: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2012/12/hidrolise-da-sacarose.jpg

A partir da glicose, é possível a obtenção de etanol. Leveduras e algumas bactérias fermentam açúcares, produzindo duas moléculas de ácido pirúvico, que por sua vez, convertem-se em etanol, com a liberação de gás carbônico e duas moléculas de ATP (energia). [8]

[pic 7]Figura 03: Micro-organismos convertem a glicose em etanol e liberam gás carbônico.

Fonte: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2012/12/fermentacao-alcoolica.jpg 

        Deste modo, a fermentação pode ser dividida em 4 fases [8]:

1. Inicial: Quando há o contato da levedura com a glicose;
2. Intermediária: As leveduras se alimentam da glicose e começam a eliminar o etanol e CO2;
3. Tumultuosa: Como há uma intensa liberação de CO2, há impressão de que a mistura está fervendo;
4. Final: Quando a quantidade de etanol atinge 15% do volume total, a levedura morre intoxicada com este álcool, e, consequentemente, a produção é cessada. [8]

OBJETIVO

Compreender o processo de destilação simples através da obtenção do etanol (álcool etílico) a partir da cana de açúcar.

MATERIAIS UTILIZADOS

• Funil;
• Termômetro;
• Manta aquecedora;
• Balão de destilação;
• Suporte universal com mufa;
• Erlenmeyer;
• Condensador;
• Mangueiras;
• Bagueta;
• Béquer;
• Pedaços de vidro.

REAGENTES UTILIZADOS

• Caldo de cana;
• Fermento biológico.

DESCRIÇÃO/ESQUEMATIZAÇÃO DO EXPERIMENTO

1. 24 horas antes do procedimento, foram acrescentados 2 tabletes de fermento biológico (30g) em 1L de caldo de cana, para que houvesse a fermentação à temperatura ambiente (25ºC);

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Figura 04: 1L de caldo de cana, 30 g de fermento biológico, béquer e bagueta.