Matéria Prima Produção do Etanol

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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL

ESCOLA SENAI DE ITUMBIARA

CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA

JOSELICY GUSMÃO ALVES

MAURICELIA OLIVEIRA MACEDO FERREIRA

PATRCIA APARECIDA VIEIRA GOMES

MATÉRIA PRIMA PARA PRODUÇÃO DO ETANOL

ITUMBIARA – GO

2017

INTRODUÇÃO

Após a água, o álcool é o solvente mais comum, além de representar a matéria-prima de maior uso no laboratório e na indústria química. Com o surgimento da cultura da cana para produção de etanol de 1ª geração, a partir dos açúcares que são extraídos da cana (sacarose e açúcares redutores no caldo) vem gerando grandes excedentes de bagaço, com potencial de serem transformados em etanol de 2ª geração e aumentar significativamente a oferta deste combustível, sem exigir um aumento proporcional das áreas de plantio (NOVACANA, 2017).

Para tanto, compreende-se a extração da cana-de-açúcar como processo físico de separação de fibra (bagaço), podendo ser feito por moagem, processo esse em que a separação é feita por pressão mecânica dos rolos da moenda sobre o colchão de cana desfibrada, e por difusão, onde a separação é feita pela lavagem da sacarose absorvida ao colchão de cana (ESQVERDE, 2009).

Devido à complexidade de sua fabricação, o etanol pode, dependendo da matéria-prima, gerar mais emissão de gases poluentes. Isso sem falar no risco de maiores desmatamentos para ampliar as plantações. Nesse sentido, o etanol brasileiro, que é produzido a partir da cana-de-açúcar, leva vantagem. Ele é mais produtivo que o extraído do milho, por exemplo, e provoca um impacto ambiental menor. Enquanto um hectare de milho rende 3 mil litros de etanol, a mesma área plantada com cana gera 7 500 litros (BIANCHIN, 2008).

Existem basicamente três processos para a fabricação do etanol: a fermentação de carboidratos, a hidratação do etileno e a redução do acetaldeído (normalmente preparado pela hidratação do acetileno). Antes de 1930, o etanol era preparado somente por fermentação (CHIEPPE JUNIOR, 2012).

DESENVOLVIMENTO

A produção de etanol (Figura 1) que é realizada a partir da cana-de-açúcar e obedece aos seguintes procedimentos (CHIEPPE JUNIOR, 2012):

Figura 1. Etapa do processo de produção do etanol.

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SEABRA, 2008

1. Moagem da cana: A cana passa por um processador em que é obtido o caldo de cana, também conhecido como garapa que contém um alto teor de sacarose, cuja fórmula é: C12H22O11. A moagem produz um caldo (garapa) e bagaço (parte sólida), rica em celulose. A mistura garapa-resíduo é filtrada e em seguida é feita a separação, o bagaço é utilizado para cogeração de energia. Como matéria-prima pode ser utilizado na produção de celulose, chapas de aglomerado e ração animal. A garapa é aquecida para eliminar a água, formando um líquido viscoso rico em açúcar, o melaço, do qual se pode obter tanto o açúcar como o álcool.

2. Produção de melaço: O produto obtido no primeiro passo (garapa) é aquecido para se obter o melaço, que consiste numa solução de 40% (aproximadamente), em massa, de sacarose. O açúcar mascavo é produzido quando parte dessa sacarose se cristaliza.

3. Fermentação do melaço: Neste momento, é acrescentado ao melaço fermentos biológicos, como a Saccharomyces, que é um tipo de levedura que faz com que a sacarose se transforme em etanol. A ação das enzimas é que realiza esse trabalho. Após esse processo, é obtido o mosto fermentado, que já contém até 12% de seu volume total em etanol. O processo da fermentação transforma os açúcares em álcool, pela ação das leveduras. As leveduras estão contidas no fermento, são misturadas ao caldo para que todos os açúcares sejam transformados em álcool. A mistura deve ficar nas dornas por um período de 06 a 08 horas. Já fermentado o caldo, obtém-se o vinho. O vinho é centrifugado, separando-se em duas partes: na primeira, obtém-se o leite de levedura que é responsável pela transformação. Essa parte será usada em novas fermentações, logo após sofrer um tratamento químico adequado.

As células da levedura são aproveitadas para uma nova fermentação e o caldo fermentado que já estará livre de células e contendo álcool passa pelo processo de destilação para a obtenção do etanol. É na fermentação que se obtém o etanol a partir do açúcar, tarefa essa realizada por uma levedura do gênero Saccharomyces. Para ser considerada uma boa levedura desse processo, deve apresentar algumas características: capacidade de resistir aos outros micro-organismos competidores que invadem o processo fermentativo; estabilidade de rendimento; velocidade de fermentação (medida através da quantidade de açúcares fermentados por certa quantidade de leveduras em um determinado tempo) e tolerância ao álcool que elas mesmas produzem (OLIVEIRA e COSTA, 2012).

4. Destilação do mosto fermentado: Aqui o produto já é o mosto que irá passar pelo processo de destilação fracionada (Figura 2) e dará origem a uma solução cuja composição será: 96% de etanol e 4% de água. Existe uma denominação que é dada em graus, é o chamado teor alcoólico de uma bebida.

Figura 2. Destilação do mosto.

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Fonte: Vaz et al., 2012.

Como o álcool tem um ponto de ebulição menor do que o da água, é possível separar os dois por um processo de destilação. Na destilação aparece a vinhaça que é a parte aquosa do vinho, sendo um subproduto de alta importância para a lavoura, pois é rico em sais minerais, mas que também é um agente poluidor de meio ambiente. Se a vinhaça não for tratada e usada de forma racional, pode poluir os rios, ameaçando a fauna e as populações que se abastecem dessa água. A produção de 01 litro de álcool acarreta a produção de 13 litros de vinhaça, que após depositadas em tanques naturais é enviada para a lavoura através de canais, bombeada e distribuída por aspersores.