Industria: Etanol Combustivel

Indústria: Etanol Combustível

01. Escolha um processo industrial e descreva-o.

A maneira mais simples de produzir o etanol combustível é a fermentação. Essa técnica consiste em, basicamente, adicionar ao caldo da cana-de-açúcar micro-organismos que quebram moléculas de açúcar de acordo com as reações:

C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Processo de fermentação

Lavagem: A cana de açúcar é colocada em uma esteira rolante onde é submetida a uma lavagem que retira sujeira e impurezas. Na sequência, a cana é picada. Moagem: Nesse processo, a cana é moída por rolos trituradores, produzindo um líquido chamado melado. Cerca de 70% do produto original viram esse caldo, enquanto os 30% da parte sólida se transforma em bagaço. Eliminação de impurezas: Para eliminar os resíduos presentes no melado o líquido passa por uma peneira. Em seguida, ele segue a um tanque para repousar. Depois de decantar, o melado puro é extraído e recebe o nome de caldo clarificado. O último processo de extração de impurezas é a esterilização, em que o caldo é aquecido para eliminar os micro-organismos presentes. Fermentação: Após estar completamente puro, o caldo é levado a tanques no qual é misturado e eles um fermento com leveduras. Esses microorganismos se alimentam do açúcar presente no caldo. Nesse processo, as leveduras quebram as moléculas de glicose, produzindo etanol e gás carbônico. Esse processo ocorre durante várias horas, e como resultado produz o vinho, chamado também de vinho fermentado, que possui leveduras, açúcar não fermentado e cerca de 10% de etanol. Destilação: Estando o etanol misturado ao vinho fermentado, o próximo passo é separá-lo da mistura. Nesse processo, o líquido é colocado em colunas de destilação, nas quais ele é aquecido até se evaporar. Assim separa-se o vinho do etanol. Com isso, fica pronto o álcool hidratado, usado como etanol combustível, com grau alcoólico em cerca de 96%. Desidratação: Com o álcool hidratado preparado, basta retirar o restante de água contido nele para se fazer o álcool anidro. Essa é a etapa da desidratação, em que um solvente colocado ao álcool hidratado mistura-se apenas com a água, com os dois sendo evaporados juntos. Após ser desidratado, surge o álcool anidro, com graduação alcoólica em cerca de 99,5%, utilizado misturado à gasolina como combustível. Armazenamento: Nesta etapa, o etanol anidro e hidratado são armazenados em enormes tanques, até serem levados por caminhões que transportam até as distribuidoras.

02. Resumo da tecnologia empregada.

Além da fermentação, ainda existem duas maneiras de fazer álcool, que consiste em reações químicas controladas em laboratório.

Uma delas é o processo de produção de etanol por hidrólise de bagaço. O melhoramento do processo Dedini Hidólise Rápida (DHR) vem registrando avanços no desenvolvimento de uma instalação industrial para sacarificar o bagaço, no que diz respeito a: pré-tratamentos do bagaço; alimentação forçada de bagaço; materiais de construção; abrasão e corrosão relacionadas às condições de hidrólise.

O ataque do material ligno-celulósico por meio de tecnologia organosolv, empregando uma mistura etanol com água, foi comprovado e se mostra eficiente, conferindo à reação tempos relativamente curtos. No caso de pré-tratamento com hidrólise ácida simultânea, este tempo de reação é de 5 a 10 minutos.

Também foi provada a operação contínua de todo o processo, incluindo pré-tratamento, sacarificação, recuperação do licor e do solvente e separação da lignina. Com isso, permite-se a produção do álcool a partor do bagaço, liberando a cana para a produção do açúcar sem ampliação da área plantada, o que traz significativos ganhos de rentabilidade nas usinas.

03. Produtos obtidos.

O etanol hidratado, usado como etanol combustível, com grau alcoólico cerca de 96% e o etanol anidro, com graduação alcoólica em cerca de 99,5%, utilizado misturado à gasolina como combustível

04. Sub-produtos e/ou matéria-prima secundária.

Melaço (ou mel final): constitui-se no principal subproduto da indústria do açúcar, sendo produzido na proporção de 40 a 60 quilos por tonelada de cana processada. No Brasil, o melaço é utilizado, principalmente, na fabricação de álcool etílico, sendo aproveitado, também, em outros processos biotecnológicos como matéria-prima para a produção de proteína, rações, levedura prensada para panificação, antibióticos, entre outros.

Óleo fúsel: constituído de álcoois, furfural, aldeídos, ácidos graxos etc. O óleo fúsel é produzido na proporção de 0,05 a 0,2 litros para 100 litros de álcool, apresentando uma composição variável em função da natureza e qualidade da matéria-prima, bem como da qualidade do álcool produzido. É matéria-prima para processamento de refinação, de onde se extraem álcoois com diversos graus de pureza e para obtenção de outras substâncias químicas, como, por exemplo, solventes.

05. Resíduos que são transformados em matéria-prima secundária.

Bagaço: resíduo fibroso da extração do caldo pelas moendas. A quantidade produzida depende do teor de fibra da cana processada, resultando, aproximadamente, em 280 quilos de bagaço por tonelada de cana processada. Pela proporção em que é produzido e devido à sua composição, o bagaço constitui-se em um dos mais importantes subprodutos para a indústria sucroalcooleira. Suas principais aplicações são: combustível para caldeira, produção de celulose e na alimentação de gado confinado.

Vinhaça: resíduo da destilação do vinho. Suas principais aplicações são para a alimentação de animais, produção de proteínas (biomassa), produção de metano e fertilização de solos, sendo esta última a mais utilizada.

Dióxido de Carbono (CO2): derivado do processo de fermentação pode ser utilizado à produção de refrigerantes.

06. Rejeitos e uma sugestão para transformar o rejeito em matéria-prima secundária ou em produto.

O etanol não é produzido apenas utilizando cana-de-açúcar, utiliza-se também trigo, beterraba, milho, entre outros. Porém surgiu recentemente na Universidade Federal do Paraná pesquisas para produzir biomassa, entre elas, o etanol, a partir do rejeito da industria da mandioca. Um processo biotécnico está sendo desenvolvido para sacrificar o amido do rejeito da mandioca e utilizá-lo como substrato para produção de novas moléculas. Os pesquisadores realizam estudos com o objetivo de produzir enzimas, que serão integralmente direcionadas para aprodução de álcool combustível.

O sucesso da experiência poderá eliminar também um problema ambiental causado pela indústria da farinha do Pará. Alguns rios estão em processo de contaminação porque serve de depósito para o rejeito da mandioca, resultante da fabricação da farinha.

Revisão Bibliográfica

Agência Embrapa de Informação Tecnológia. Disponível em < http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_108_22122006154841.html> Acesso em 03 de março.

Disponível em <http://www.novacana.com/etanol/fabricacao/> Acesso em 03 de março.

Disponível em < http://www.novacana.com/usina/implantacao-hidrolise-usinas-etanol-acucar/> Acesso em 04 de março.

Jornal da Universidade Federal do Pará. Ano XXIX Nº 123. Fevereiro e Março de 2015. Disponível em <http://www.jornalbeiradorio.ufpa.br/novo/index.php/2008/24-edicao-59/269--rejeito-de-mandioca-pode-ser-solucao-para-producao-sustentavel-de-alcool-na-amazonia> Acessado em 04 de março.