SISTEMAS PARA PRODUÇÃO DE BIOETANOL

Transcrição

1 SISTEMAS PARA PRODUÇÃO DE BIOETANOL Prof. Dr. Jorge Horii USP / ESALQ CERAT / UNESP Botucatu 10/05/2007

2 O Brasil é o maior produtor mundial de açúcar de cana e também m de álcool, embora seja o segundo produtor de álcool em volume total independente de origem ou matéria ria-prima.

3 O açúa çúcar e o álcool ocupam uma área de cana-de de-açúcar de aproximadamente 6 milhões de hectares atualmente. Como o álcool produzido é cerca de 40 a 50%, logo a área ocupada é de apenas 2,5 a 3,0 milhões de hectares, a grosso modo. Comparado com a soja (20 milhões) e pastagens (170 milhões) a cana tem ainda muito espaço o para crescer pois ela é competitiva em áreas menos férteis f e mais baratas como as pastagens. Logo não deverá ocupar áreas de culturas mais nobres, base da alimentação humana, nem caminhar para a Amazônia por falta de condições climáticas para essa agroindústria.

4 Por outro lado, apesar dos avanços em muitas operações, de corte a transporte; de limpeza da cana à extração; de evaporação à centrifugação; de operador à automação; de equipamentos e processos básicos b à última geração, veremos que ainda predominam usinas/destilarias com muitos setores com baixa adoção de inovações.

5 Há duas semanas a Agência FAPESP (26/04/07) trouxe uma notícia assim: Um consenso predomina entre os atores envolvidos com o desenvolvimento científico e tecnológico no Brasil: a indústria brasileira precisa de mais inovação. A agenda para isso também m não apresenta muitas divergências. Mas, para desencadear um surto de inovação, o país precisará de mecanismos apropriados de seleção de setores e projetos prioritários. rios.

6 O rápido r crescimento da agroindústria da cana e seus derivados (açú çúcar, álcool, energia) vem em conseqüência do aumento de demanda de álcool no mercado interno (veículos flex fuel) ) acompanhado de ainda pequena mas crescente exportação (3 bilhões de litros).

7 Nos próximos 10 anos devemos ver qual será o tamanho da demanda mundial de álcool jáj que todos os países com capacidade de produção deverão estar produzindo seu potencial e importando suas necessidades, ou exportando seus excedentes. Ocorre jáj na UE uma certa preocupação das indústrias de alimentos em função do redirecionamento de algumas culturas para produção de biocombustível encarecendo produtos, o que não se espera no Brasil.

8 Nossas usinas, portanto, não deverão ser mais tradicionais e convencionais produtoras de açúa çúcar e de álcool e vendedoras de alguns subprodutos como o bagaço o para as indústrias de suco ou óleo.

9 Deverão ser unidades que trabalham 11 meses por ano e não 6 a 7 meses que é a safra da cana. Para tal deverão acrescentar fábrica de óleo/biodiesel ou ampliar produção de álcool de outras origens ou outras fábricas f como levedura alimentar ou ração animal, produtos alimentícios, fármacos, etc...

10 Álcool de outras origens: celulósicas como o próprio prio bagaço o ou amiláceas/feculentas. Supondo que álcool de celulósicas (bagaço) pode ter custo superior ao do caldo de cana e de amiláceas/feculentas, passemos a tecer considerações sobre elas.

11 Suponhamos que a usina não produza nenhuma matéria ria-prima amilácea ou feculenta em função do período ocioso da reforma de 15 a 20% do canavial ser inadequado. Ela teria que comprar e estocar numa forma desidratada como farinha e o álcool produzido não será provavelmente carburante e sim industrial ou potável, de acordo com a demanda mundial.

12 Todo o álcool de cana seria destinado à produção de álcool carburante, dentro de um padrão aceito internacionalmente e que será uma commodity no mercado, embora as atuais produtoras de neutro não devam abrir mão de fazer de cana, por óbvio.

13 O que vou comentar, de modo muito resumido, são jáj estudos ou projetos pilotos em outros países mas que logo deverão estar sendo testados entre nós. n Considerando que uma destilaria pode funcionar cerca de 11 meses por ano e que hoje ela para de 4 a 5 meses, embora nem todos os setores necessitem a mesma manutenção, pode- se pensar numa otimização da utilização além m de um rearranjo e adequação da própria pria indústria. Assim, num esquema:

14 Abril/maio até outubro/novembro cana-de de-açú indústria cogeração çúcar energia extração bagaço o caldeira excedente moenda/difusor caldo primário rio caldo misto clarificação tratamento/purificação caldo claro diluidor evaporação cozimento/cristalização magma centrifugação 2ª 2 massa melaço Açúcar mel pobre tanque de mel

15 Bagaço Hidrólise/explosão a vapor lignina caldeira Neutralização/filtra ão/filtração Mosto Fermentação Destilação

16 Tanque de mel irradiação/fluxo de e - diluição diluidor mosto dornas centrifugação fermentação sólidos aquecimento centrifugação decantação destilação mel clarificado retificação álcool hidratado desidratação álcool anidro

17 Esquema Geral do Processo de HIDRÓLISE Novembro/março Emulsão de amido a 30% α - amilase 0,01% p/p Tr = 20 min Vol. Tanq = m 3, Vapor 183 C 870 kg/h Vapor 105 C 5 min Mistura Jet- Cooker Cozimento Flash φ = 20 L = 3,12 m Volume = 0,61 m 3 Tr, min = 7,5 min Tr = 20 min Vol. Tanq = m 3, α - amilase 0,04% p/p 95 C Tr = 2 h Glucoamilase C 72 horas Liquefação Sacarificação Vol. Tanq = 15135,00 m 3 h = 4,0 m D = 2,20 m 6 tanques L C/U h = 8,0 m D = 4,0 m

18 Remoção Contínua de Álcool Acelera a Fermentação Processo de Fermentação e de Recuperação Modulo de vazão de baixa pressão com Membrana separando vinho da Extração com Solvente Pasteurização Circulação de Solvente Destilaçâo Amido Fermentaçâo Estágio A Estágio B Vinho Módulo com Membrana Flash Bomba Medidora Bomba de Recirculação de Vinho desalcoolizado Substituição de Destilação em Batelada de Vinho Filtrado

19 MUITO OBRIGADO