O álcool combustível é um biocombustível produzido, geralmente, a partir da cana-de-açúcar, mandioca, milho ou beterraba.

1. Álcool anidro – é o álcool isento de água, obtido através de dois processos: destilação do álcool comum com benzeno; tratamento do álcool com desidratantes, como o CaO, e posterior destilação.

2. Álcool hidratado – usado como carburante. É principal componente das bebidas alcoólicas.

3. Álcool desnaturado – é o álcool comum ao qual são adicionadas substâncias de odor e sabor desagradáveis, para que não seja utilizado na fabricação de bebidas.

Pertence a família das gramíneas Caule semelhante a uma bambu que

atinge altura de 2,5 a 4,5 m Contém cerca de 11 a 15% de sacarose Período de crescimento: 1 ano Os principais componentes da cana-de-

açúcar varia de acordo com: clima, variedade da cana, condições de solo, uso de fertilizantes, idade da cana (maturação) e outros fatores

O Brasil é o país mais avançado, do ponto de vista tecnológico, na produção e no uso do etanol como combustível, seguido pelos EUA e, em menor escala, pela Argentina, Quênia e outros.

A produção mundial de álcool aproxima-se dos 40 bilhões de litros, dos quais presume-se que até 25 bilhões de litros sejam utilizados para fins energéticos.

O Brasil É O MAIOR PRODUTOR MUNDIAL responde por 15 bilhões de litros deste total.

Fonte: Elaboração D. L. Gazzoni, a partir de diversas fontes

Dos 6 milhões de hectares de cana-de-açúcar produzido no Brasil

Cerca de 85% desta cana-de-açúcar é produzida na Região Centro-Sul (concentrada em São Paulo, com 60% da produção) e os 15% restantes na região Norte-Nordeste.

Safra Maio-junho – precoceJulho a agosto – média (São Paulo)Setembro – tardia – em SP – (Nordeste/ideal)

O que influência no desenvolvimento vegetativo da cana são:DEFICIÊNCIA TÉRMICA – (ideal 21 A 30oC)21oC – redução do desenvolvimento15,5º C – cessa o desenvolvimento

PRECIPITAÇÃO – ideal - 1200milimetros (março-abril)

Vantagem Serviço menos agressivo (facilita o corte de cana) Aumenta rendimento - área de corte Elimina o número de animais peçonhentos. Não altera o teor de sacarose Uso máximo de 48 horas – depois deterioraçãoDesvantagem Afeta o meio ambiente - destruição da fauna Agentes poluentes Muita sujeira com a fuligens Aumento de doenças respiratórias 2014 - término

Vantagem Não afeta o meio ambiente Cana sadia Teor de fibra naus homogêneo Mantém o teor de sacarose Reduz a doenças respiratórias

Desvantagem Serviço Muito agressivo (Reduz o corte de cana) Reduz o rendimento - área de corte Não Elimina o número de animais peçonhentos.

Principais características:

Queima (cana + folhas) – NOITE (maior controle/ventos/menor perigo)

Corte manual ou mecanicamente Transporte – feito em caminhões

Romeu e Julieta - – capacidade - cerca de 60 a 100 toneladas cana.

A transformação da glicose em etanol e CO2, envolve 12 reações em seqüência alternada, cada qual catalisada por uma enzima específica. A levedura Saccharomyces é um aeróbio facultativo e os produtos finais da fermentação são transformados na maior parte em etanol e CO2 em anaerobiose.

O objetivo primordial da levedura, ao metabolizar anaerobicamente o açúcar, é gerar energia na forma de ATP. Com isso, o etanol e o CO2 resultantes se constituem em produtos da excreção.

1) PESAGEM – Caminhão + cana = PESO LÍQUIDO 2) DESCARREGAMENTO Ponte rolante – pega a cana do caminhão

transporta para o deposito através de um mecanismo rolante- deposito - recepção

Cana vai para mesa lateral - início da linha de produção da cana daí para esteira – extração - moagem

ui

3) RECEPÇÃO – local de recebimento da cana onde ocorre o processo de lavagem (jato de água)

Área responsável pelo controle de qualidade

Retirada da sujidade (terra, folhas, cascas, etc.); Terra –acaba com os rolos da moenda, provoca

desgaste das correntes mecânicas; Terra – assenta na caldeira – reduz a eficiência

térmica (menor produção de calor)

Lavagem- retiradas das impurezas e microrganismos contaminantes.

Água deve ser limpa, pura e inodora;

Água impura causa corrosão e incrustações nos equipamentos.

1º Etapa – MOAGEM DA CANA A produção começa com o processo de

moagem – OBTENÇÃO DO CALDO DE CANA

2º. Etapa – FERMENTAÇÃO DO CALDO/MELAÇO – acréscimo do mosto

3º. Etapa – Destilação do vinho (Flegma)

4) Extração/ Moagem Objetivo:Destruir a estrutura da cana e

facilitar a separação da fração líquida + resíduo fibroso (passagem da cana várias vezes) no equipamento.

Equipamentos Corte (facas rotativas). Usadas para

abrir as células e destruir a estrutura da cana - visando maior uniformidade e obter maior recuperação do açúcar

Desfibrado (Desfibradores) – favorecem a eficiência durante o esmagamento nas moendas

DESFIBRADOR

FACAS

Produto Esmagado. Extrai até 75% do caldo

Produto nas Moendas. Extraem até 98% do caldo.

Após a destruição da estrutura da célula ocorre:

Embebição: Adição de água ao bagaço entre uma moenda e outra para aumentar a extração da sacarose e produção do caldo .

Caldo - caldo de cana proveniente diretamente do esmagamento da cana na moenda apresenta

um Brix com cerca de 16 oBX. Melaço - resíduo da fabricação de açúcar, com Apresenta uma média de Brix de 85oBX.

O melaço precisa ser diluído (H2O até Brix ideal) e o caldo e usado “in natura”.

CONCENTRAÇÕES DO MOSTO - Brix - 15 e 25 LEVEDURAS UTILIZADA é a Saccharomyces cerevisiae

O caldo extraído – arrasta impurezas como: Bagacilho + terra ( impurezas) Separação das impurezas ocorre através do

processo de FILTRAÇÃO (peneiras): Objetivo: Eliminar impurezas responsáveis por “focos

de contaminação”; Por entupimento de canalizações e bicos, etc.

O caldo é aquecido a 105oC sem adição de produtos químicos posteriormente sofre processo de: Decantação, clarificação e pré-evaporação.

PRÉ-EVAPORAÇÃO Objetivo: Esterilização do caldo – visando

eliminar bactérias e leveduras selvagens. Caldo aquecido 115oC – evapora água e o

caldo concentrado a 20oBrix

Depende da usina. Normalmente – o mosto é

composto por caldo clarificado, melaço e água

O caldo quente (pré-evaporador) é resfriado a 30oC (trocadores de calor) e enviando as dornas de fermentação.

Fermentação do melaço

Pé-de-cuba ou microrganismos seco. Procedimento: Se pega o envelope contendo o

microrganismo coloca-se em contato com água morna estéril, para reidratar.

Após estar reidratado - coloca-se em uma pequena quantidade de mosto estéril que fica em fermentação por 24 horas,

Após 24 horas acrescenta-se mais mosto por mais 24 horas, e continua aumentando a quantidade de mosto até atingir o grau Brix desejado (Mosto 14 e 18 de sólidos solúveis) e concentração celular desejado.

Temperatura (26 a 35oC) Alta temperatura favorece contaminação

bacteriana pH do mosto- 4,0 a 5,0

Concentração açúcares - Brix do mosto (15 a 16oC) – final fermentação=0oC – indicando transformação do açúcar em álcool

Anti-sépticos – desenvolvimento das leveduras e desfavorável a outros (bact+fungos)

Usado com cuidado para não deixar resíduos Exemplo: Hexaclorofeno 4mg/1 litro de

mosto Ac. sulfúrico Antibióticos – ação bactericida Penicilina – 500 a 1000 UI/litro de mosto Tetraciclina, cloranfenicol etc..

Fase complementar Ocorre:4 a 6 h Menos agitação no líquido Diminuição da temperatura e da produção de dióxido de carbono Redução gradativa do desprendimento de CO2 e abaixamento da temperatura Açúcares fermentescíveis se esgotam até um nível praticamente zero (depende

eficiência do mo.)

 

Fase preliminar

Verifica-se multiplicação celular intensaPequena elevação de temperatura e pequeno desprendimento de CO2.Duração de 4 a 6h

Fase tumultuosaDesprendimento abundante de CO2 e a temperatura se eleva rapidamenteDensidade do mosto diminui enquanto aumenta teor alcoólicoAparência semelhante a um líquido em ebuliçãoOcorre: 12 a 16 h.

O vinho contém – produtos de natureza líquida, gasosa e sólida

PRODUTO LÍQUIDO 85 a 95% de água 4 a 12% de álcool etílico

Ácidos orgânicos - especialmente o ácido acético, às vezes ácidos minerais, como: sulfúrico e sulfídrico

Aldeídos Ésteres Alcoóis superiores - amílicos,

propílicos, butílicos e traços de minerais

PRODUTO SÓLIDO: encontramos açúcares ou materiais nitrogenados (proteínas, aminas), bagacilhos, células de levedura, bactérias, sais minerais,etc.

PRODUTO GASOSO: gás carbônico, que desprende para a atmosfera ou é armazenado em tanques e vendido para as industrias de refrigerantes.

Após o término da etapa fermentativa inicia-se a etapa de recuperação dos produtos.

Após a fermentação têm-se os substratos açucarados denominado de VINHO, com uma constituição variável de substâncias gasosas, sólidas e líquidas.

Vinho ou Garapa - mosto fermentado com

aproximadamente 7 a 8 % de álcool.

Substâncias Gasosas - encontramos dióxido de carbono que se dissolve em pequena proporção no vinho.

Substâncias Sólidas – encontramos células de leveduras, bactérias, sais minerais, açúcares não fermentados, etc.

Substâncias Líquidas – água e etanol, em porcentagens que variam de 88-93% a 12,7%, respectivamente nos vinhos, encontram também pequenas quantidades dos alcoóis amílico, isoamílico, propílico, aldeídos, glicerina e ácidos orgânicos.

O álcool é separado destas substâncias impura e heterogênea em grau de pureza e concentrações variáveis, por destilação.

Processo no qual uma mistura de líquido é vapor de duas ou mais substâncias é separado em suas frações de componentes de pureza desejada, pela aplicação de calor.

BATH (BATELADA) – alimentação da coluna é carregada com um lote e então a destilação e levada a efeito. Quando a destilação termina, outro lote é carregado

CONTÍNUAS – o fluxo da alimentação não é interrompido, a não ser que haja algum problema com a coluna. Trabalham com São altas quantidades de produto

O processo mais comum.

Destilação primária – coluna inicial para concentrar 85%, com eliminação de impurezas como: células de leveduras, bactérias sólidas em suspensão, sais minerais, açúcares não fermentados, proteínas e outros - VINHAÇA

O produto obtido do processo de destinação é denominado Flegma/ÁLCOOL BRUTO, que é um líquido alcoólico mais rico do que o líquido que o originou, mas em estado impuro.

Grau 45 a 55º GL (Gay Lussac)

Coluna de destilação A(simples)

vinho pré-aquecido

Extração do álcool fraco ou bruto ou Flegma junto com suas impurezas

Temperatura de 100oC

Vinhoto – fertilizantes

Grau de pureza de 45 a 55º GL (cachaça)

Coluna B - retificação

Coluna C - Desidratação

Terceiro agente-composto orgânico (benzol) diferente ´(OH) e (H2O)Grau de pureza de mínima de

99,95oGL (combustível)

Aumenta a retirada das impurezas e

concentração do álcool c/ grau de pureza até 97oGL

(mistura azeotrópica)-ponto de ebulição

constante

Álcool Bruto Álcool Absoluto/anidroÁlcool Retificado

É a operação pela qual separa-se o álcool das impurezas que o acompanham o flegma.

Elimina as impureza do álcool bruto e concentra o álcool para 97oGL

Não se pode pela destilação obter álcool etílico com concentrações superiores a 97,% em volume porque nessa concentração, a mistura de etanol e água é azeotrópica, isto é, misturas com o ponto de ebulição constante.

Nesse processo introduzem-se uma terceira substâncias, normalmente um composto orgânico, com ponto de ebulição menor que á água e o álcool, como por exemplo, o benzol (ou ciclohexano) que separa os dois em camada de água-álcool e benzol-álcool, desta forma retira-se a água numa nova destilação. No processo de desidratação consegue-se obter concentração de 99,4%.

Levedura

Vinho

Vinhodelevurado

Diluiçãodo Flegma

Óleo de fúsel

Levedurarecuperada

SeparaçãoCentrífuga

Álcool Anidro

DESIDRATAÇÃO

RETIFICAÇÃO

Desidratante recuperado

ÁLCOOLRETIFICADO

DESTILAÇÃO

Flegmaça

Sacarificaçãodo amido

Água

MOSTO

FERMENTAÇÃO

FLEGMA

Combustível

Solventesaromas artificiais

Purificaçãoe secagem

AlimentaçãoAnimalVinhaça

Adubação

AnidridoCarbônico

Gaseificaçãode bebidasgelo seco

Corretivo

Melaço ouCaldo de Cana

CereaisRaízes e tubérculos