Produção de Álcool na Fazenda e em Sistema Cooperativo

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1 Produção de Álcool na Fazenda e em Sistema Cooperativo

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3 Juarez de Souza e Silva Professor Titular do Departamento de Engenharia Agrícola Universidade Federal de Viçosa Viçosa - MG Produção de Álcool na Fazenda e em Sistema Cooperativo Viçosa Minas Gerais 2007

4 Ficha catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da UFV P Produção de álcool na fazenda e em sistema cooperativo / Juarez de Sousa e Silva, editor. Viçosa, MG, vi, 168p. : il. (algumas col.) ; 22cm. Inclui apêndice. Referências bibliográficas: p Álcool como combustível - Indústria. 2. Cooperativas agrícolas. I. Silva, Juarez de Sousa. CDD 22.ed

5 PREFÁCIO Com a produção crescente de automóveis do tipo Total Flex e com o preço do petróleo em alta, o consumo do álcool combustível e a necessidade de reduzir as emissões de gases oriundos da queima de derivados do petróleo, estão apontando para uma mesma direção. Seguindo este padrão crescente, o Brasil pode facilmente abastecer, com exportações, parte da demanda internacional por combustíveis limpos. Apesar de possuir a tecnologia para produção de álcool em grandes destilarias, pouco se sabe sobre produção de álcool em se tratando de fazendas ou de pequenos empreendimentos e, devido ao tamanho de nossas propriedades agrícolas, os agricultores brasileiros têm capacidade para produzir combustível em quantidade suficiente para suprir a demanda da propriedade e da família e até mesmo vender o excesso produzido para um sistema cooperativo, sem provocar danos ao meio ambiente, como acontece atualmente com a grande produção de álcool. Além do álcool para movimentar motores, a produção de álcool torna possível outras operações, como iluminação e como insumo para a agroindústria cooperativa ou familiar, com conseqüente aumento e distribuição de renda. Este manual tem por objetivos mostrar possibilidades, fornecer subsídios e alternativas para a adoção da produção de álcool combustível ou álcool industrial, tanto para a produção individual como em sistema de comercialização cooperativo, a fim de atender comunidades distantes dos grandes centros produtores ou regiões onde a mecanização intensa não seja viável.

6 Será mostrado que a pequena produção pode ser utilizada para atender tanto às necessidades da fazenda como para a geração de renda por meio da comercialização em grupo (cooperativa), onde será instalada uma unidade central de retificação dentro dos padrões exigidos pelas leis brasileiras. Se contar com a participação do produtor tradicional de cachaça, a produção de combustível a partir dos resíduos da cachaça contribuirá, significativamente, para a redução de perdas e para a melhoria da qualidade da bebida. Além de modelos de pré-destilares e de colunas de retificação para atender à pequena produção individual, será disponibilizado um programa desenvolvido para simular o processo de destilação, que determina: (1) o total de álcool evaporado durante o processo; (2) a concentração do álcool produzido; (3) a taxa de fluxo líquida no compartimento do evaporador; (4) a variação de concentração de álcool dentro do evaporador; e (5) a taxa de transferência de calor no evaporador. Similarmente, uma planilha para avaliação de despesas e receitas e fluxo de caixa será disponibilizada, para facilitar a tomada de decisão na adoção do projeto. Depois de cuidadoso estudo dos Capítulos VI e VII, o leitor terá condições de construir os próprios pré-destiladores e colunas para produção de álcool na fazenda Juarez de Sousa e Silva

7 AGRADECIMENTO Ao SEBRAE (Nacional e de Minas Gerais), à FPEMIG e ao CENTEV-UFV, pelo apoio. Aos senhores Antônio Pedro Machado (Inhame), Carlos Alberto Pinto (Pintinho) e Geraldo Lopes de Carvalho Filho (Geraldinho), cujas colaborações foram imprescindíveis para a realização do presente trabalho. Especialmente, agradeçemos ao pesquisador Edney Alves Magalhães pelas sugestões finais.

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9 DEDICATÓRIA É impossível participar de um programa de incentivo ao desenvolvimento da família rural criando atividade que produz, por hectare, rendimento anual inferior a um salário mínimo brasileiro. Portanto, dedico este trabalho a todos aqueles que estão realmente interessados em colaborar com o desenvolvimento do agricultura familiar, especialmente ao Dr. Marcello Guimarães Mello, ex-diretor do Departamento Nacional de Combustíveis (1992/93) e idealizador do Programa Álcool em Pequenas Propriedades (Pronal).

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11 SUMÁRIO INTRODUÇÃO GERAL 13 CAPÍTULO I Noções sobre Fermentação e Produção de Álcool na Fazenda 17 Generalidades 17 Álcool a partir do caldo fermentado 28 Álcool a partir de pré-destilados 35 Rendimento em álcool 37 Processo de destilação 39 CAPÍTULO II Produção Integrada de Álcool Combustível em Sistema Cooperativo 49 Introdução 49 Considerações gerais 52 CAPÍTULO III Planejamento e Viabilidade Econômica de uma Microdestilaria 63 Generalidades 63 Planejamento de uma md para l anuais 65 CAPÍTULO IV Avaliação de um Evaporador para Destilação Contínua 75 Definição da área de estudo 75 Sistema de aquecimento evaporativo 76

12 Construção da fornalha 77 Isolamento térmico da campânula 79 Matéria-prima para os testes 80 Execução dos testes 85 Resultados 87 CAPÍTULO V Análise Física do Evaporador Contínuo e Programa para Dimensionamento 99 Generalidades 99 Desenvolvimento do programa 101 Resultados 119 Conclusões 125 CAPÍTULO VI Construção do Pré-Destilador Modelo UFV 127 CAPÍTULO VII Microdestilador com Dupla Coluna para Aproveitamento de Resíduos da Cachaça 141 REFERÊNCIAS 151 APÊNDICE A Programa Computacional 153 APÊNDICE B Propriedades Físicas da Mistura Etanol-água 166