Produção do etanol

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Produção do etanol
Caique Oliveira
Processos Químicos de Produção
1. INTRODUÇÃO
• da fermentação de açúcares.
• hidratação do etileno.
Substância orgânica obtida através:
Produção do etanol
1. INTRODUÇÃO
❑ Cana de Açúcar
Área plantada em hectares no 
ano de 2018 – Fonte: UNICA 
com base nos dados o IBGE
Produção do etanol
1. INTRODUÇÃO
Aplicações:
• Combustível;
• Bebidas;
• Farmacêutico;
• Cosméticos;
• Tintas;
• Polímeros;
• Outros...
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
• Alternativa para diminuir problemas ambientais e 
energéticos:
• escassez
• alta dos preços
• poluição
Combustíveis 
Fósseis
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
Crise do petróleo – década de 70.
• Busca por combustíveis alternativos: Etanol.
• Fatores determinantes:
• Pesquisa;
• Incentivo público.
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
PROÁLCOOL
• 1975: Programa do Governo Federal (Militar).
• Objetivo: Diminuir importação de petróleo.
• Produção: Cana-de-açúcar
• Investimento em Pesquisa.
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
Carros
• 100% álcool
• Inverno
?
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
PROÁLCOOL começou a ruir...
• preço internacional do petróleo baixava tornando o 
álcool combustível pouco vantajoso para o consumidor.
• o preço do açúcar começou a aumentar no mercado 
internacional.
fazendo com que fosse muito mais 
vantajoso para os usineiros produzir açúcar 
no lugar do álcool.
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
PROÁLCOOL começou a ruir...
• começou a faltar álcool combustível nos postos.
Desabastecimento
Maior consumo do 
carro a álcool
Menor preço da 
gasolina+ +
Descrença: por parte dos consumidores e das montadoras!
a produção de álcool combustível e de carros movidos a esse 
combustível entraram em declínio!
chegando ao ponto de a maioria das montadoras não 
oferecerem mais modelos novos movidos a álcool.
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1. INTRODUÇÃO
❑ Combustível
Apesar do pioneirismo brasileiro no ramo do álcool combustível, a 
"volta" do carro a álcool foi possível por causa da Tecnologia FLEX.
• Tecnologia desenvolvida nos 
Estados Unidos.
• Conhecida como bicombustíveis.
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1. INTRODUÇÃO
Na produção do etanol, é necessário diferenciar:
Etanol Anidro: 
Etanol Hidratado:
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1. INTRODUÇÃO
Etanol Anidro
✓ Misturado a gasolina.
✓ Teor: 99,5% de álcool + 0,5% de água
Etanol Hidratado
✓ Utilizado como combustível direto nos veículos com motores 
movidos à álcool.
✓ Teor: 92% de álcool + 8% de água
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2. Matéria-Prima
Cana de 
Açúcar
Caldo
Bagaço
Processo Açúcar
Fermentação e 
Destilação
Açúcar
Álcool
Hidrólise
Caldeira
Eletricidade
Calor
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3. Processo
Fluxograma: Preparação, preparo e extração do mosto
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3. Processo
❑ Amostragem Cana-de-açúcar
Produção do etanol
3. Processo
❑ Amostragem Cana-de-açúcar
Produção do etanol
3. Processo
❑ Amostragem Cana-de-açúcar
✓ Após a pesagem, as amostras são retiradas através de uma 
sonda e enviadas ao laboratório.
✓ Determinados ATR (Açucares Totais Recuperáveis).
✓ O pagamento é efetuado pelo teor de ATR que pode ser 
afetado:
• Fatores climáticos
• Tempo de queima e corte.
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3. Processo
❑ Hilo → Mesa Alimentadora
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3. Processo
❑Mesa Alimentadora
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3. Processo
❑ Picador, desfribador e espalhador
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3. Processo
❑ Extração do caldo
• Extrair o caldo por sucessivos esmagamentos da cana.
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3. Processo
❑ Extração do caldo
• Água ou caldo diluído para a maximizar a extração da sacarose.
• Extração de 94 a 97% da sacarose.
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3. Processo
Fonte: Fábio Caltarosso - 2008
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3. Processo
Tratamento 
do caldo
Remoção de 
Impurezas
• Peneira;
• Hidrociclone;
• Coagulação e Decantação.
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3. Processo
❑ Calagem
• Processo de adição do leite de cal (Ca(OH)2) ao caldo elevando o 
seu pH a valores da ordem de 6,8 a 7,2.
• Objetiva:
Controle do pH – através da neutralização de ácidos 
orgânicos.
Formar compostos que são precipitáveis - e que incorporem 
impurezas tipo coloides em suspenção no caldo e as 
transformem em lodo.
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3. Processo
❑ Calagem
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3. Processo
❑ Aquecimento: Elevar a temperatura do caldo para 105 °C.
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3. Processo
❑ Aquecimento: Elevar a temperatura do caldo para 105 °C.
Objetivo:
• Acelerar as reações químicas;
• Facilitar a clarificação do caldo :
• promovendo a coagulação de proteínas;
• diminuindo a densidade e a viscosidade;
• provocando a floculação;
• possibilitando a remoção do ar e dos gases dissolvidos;
• elimina e impede o desenvolvimento de bactérias.
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3. Processo
❑ Aquecimento: Elevar a temperatura do caldo para 105 °C.
Temperaturas mais baixas = clarificação inadequada
Temperaturas mais altas = destrói o açúcar e forma cor
Bom controle de temperatura!
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3. Processo
❑ Remoção de ar:
O caldo é submetido a uma queda brusca de pressão provocando a 
eliminação do ar e gases dissolvidos no líquido.
Podem comprometer a decantação
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3. Processo
❑ Remoção de ar:
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3. Processo
❑ Decantação
Remoção de impurezas.
Clarifica o caldo removendo impurezas.
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3. Processo
❑ Decantação
Vazão de alimentação deve ser uniforme. 
Evitar altas velocidades.
Altas velocidade = turbulência = decantação deficiente
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3. Processo
❑ Decantação
• Controlar a Vazão de retirada do caldo clarificado para minimizar o aparecimento 
de correntes preferenciais no interior do decantador.
• Controlar o nível do lodo: níveis elevados de lodo nos decantadores são 
prejudiciais pois, permitirão um desenvolvimento aumentado de microrganismos, 
que destruirão açúcares e gerarão gases que prejudicarão a decantação.
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3. Processo
❑ Filtração do lodo
Objetivo: recuperação de parte de seu conteúdo de açúcar.
O filtro mais utilizado nas usinas é o de tambor 
rotativo a vácuo.
O controle do vácuo é importante para garantia de uma boa formação da torta.
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3. Processo
❑ Filtração do lodo
• Contendo 75% de umidade.
• É utilizada como fertilizante na lavoura ou na alimentação de animais;
• Rica em nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio , enxofre e 
matéria orgânica, principalmente proteínas e lipídios.
Produção de torta =
20 a 40 k g
tonelada de cana
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3. Processo
❑ Evaporação do caldo
Retirar água presente no caldo para promover a concentração do mesmo aproveitando os 
vapores gerados.
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3. Processo
❑ Evaporação do caldo
• Brix é uma escala numérica que mede a quantidade de sólidos 
solúveis (entenda-se basicamente como açúcar) em uma solução.
• O instrumento usado para medir a concentração de soluções aquosas 
é o refratômetro.
• A escala Brix é calibrada pelo número de gramas de açúcar contidos 
em 100 g de solução.
• É uma escala numérica de índice de refração que determina, de 
forma indireta, a quantidade de açucar em solução.
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3. Processo
❑ Evaporação do caldo
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3. Processo
❑ Evaporação do caldo
A quantidade de água removida na evaporação é cerca de 80% em peso do caldo.
 60 gramas de açúcar contidos em 100 g de solução.
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3. Processo
❑ Evaporação do caldo
PROCESSO
Tratamento do Caldo
Fermentação
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3. Processo
❑Fermentação
• Mosto preparado é enviado 
para as dornas de fermentação, 
onde são adicionadas as 
leveduras, que irão transformar o 
mosto em gás carbônico e álcool.
• As leveduras desempenham 
melhor sua atividade à 
temperatura de 32 a 34°C.
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3. Processo
❑ FermentaçãoTempo: 4 – 12 h
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3. Processo
❑ Fermentação
Depois de completada a fermentação as células de levedura são 
separadas e tratadas para serem reutilizadas em próximas fermentações.
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3. Processo
❑ Fermentação
Fatores que afetam a fermentação:
• Agente de fermentação;
• Temperatura;
• pH;
• Concentração de açúcares.
• Contaminação...
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3. Processo
❑ Destilaria
DESTILAÇÃO
Usada quando se deseja separar 
uma mistura utilizando o calor 
como agente de separação.
A mistura mais leve (mais volátil) 
é chamada de destilado, 
enquanto a mistura mais rica em 
componentes mais pesados 
(menos volátil) é chamado de 
resíduo ou produto de fundo.
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3. Processo
70 °C
92-93 °C
❑ Destilaria
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Retificação
• Não se consegue fazer a purificação completa do 
etanol por razões:
• Dificuldade de separar os leves;
• Variações de temperatura;
• Oscilações nas composições dos vinhos.
Para aumentar a concentração de etanol recorre-se a 
uma coluna de retificação.
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol
Destilação: álcool 96% em volume – mistura azeotrópica
Um azeótropo é uma mistura líquida que 
para uma determinada pressão apresenta 
um ponto de ebulição constante, que não 
varia com o grau de vaporização.
Como tal, a composição do líquido e vapor 
em equilíbrio permanecem também 
constantes.
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol – Destilação Azeotrópica
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol – Destilação Azeotrópica
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol – Destilação Azeotrópica com ciclo-hexano.
• O ciclo-hexano, tem característica de formar com a água uma 
mistura com ponto de ebulição de 63 °C.
• Este ponto de ebulição da mistura é menor que a temperatura 
de ebulição do álcool (78 °C). O que faz com que a água seja 
retirada pelo topo da coluna.
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3. Processo
❑ Destilaria
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3. Processo
❑ Destilaria
❑ Desidratação do etanol – Destilação Extrativa com Monoetilenoglicol
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4. Subprodutos e Resíduos
Produção do etanol
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https://www.youtube.com/watch?v=zFfpQsne_bg
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	Slide 2: 1. INTRODUÇÃO
	Slide 3: 1. INTRODUÇÃO
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	Slide 14: 2. Matéria-Prima
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	Slide 16: 3. Processo
	Slide 17: 3. Processo
	Slide 18: 3. Processo
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	Slide 20: 3. Processo
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	Slide 52: 3. Processo
	Slide 53: 3. Processo
	Slide 54: 3. Processo
	Slide 55: 3. Processo
	Slide 56: 3. Processo
	Slide 57: 4. Subprodutos e Resíduos
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