Resposta Técnica. 1 hectare de cana-de-açúcar produz litros de álcool. 1 hectare de mandioca produz litros de álcool

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1 Resposta Técnica Assunto Agricultura e pecuária Palavras-chave Projeto, microdestilaria, destilaria, álcool Identificação da demanda Informações sobre projeto de implantação de microdestilaria de álcool. Solução apresentada FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA Álcool combustível é produzido fermentando-se o açúcar da cana e, então, separando-se o álcool da mistura por destilação. Além da cana, trigo, beterraba, batata, mandioca, papel, cerragem e palha contêm açúcar ou celulose, que podem ser convertidos para álcool via fermentação (QMCWEB, 2005). Segundo a enciclopédia Delta Larousse, submetida ao simples processo de esmagamento, a cana fornece de 60 a 75% de suco doce e potável (garapa ou caldo de cana), rico em sais minerais e açúcares vegetais como glicose e sacarose. A evaporação da garapa fornece um melado ou xarope que, submetido a diferentes tratamentos, dá os diversos tipos de açúcar encontrados no comércio: refinado, cristal, mascavo, demerara, rapadura, etc. Esta garapa ou suco fermentado vai dar o vinho que por processo de destilação resultará na nossa famosa cana ou aguardente ou mesmo o álcool combustível, conforme regulagem na destilação, além de diversos outros componentes (CRISPIM, J. E; VIEIRA, S.A, 2005). PRODUÇÃO DE ÁLCOOL O álcool etílico ou etanol pode ser obtido a partir de vegetais ricos em açúcar, como a cana-deaçúcar, a beterraba e as frutas do amido, extrato da mandioca, do arroz e do milho, e da celulose extraída da matéria principalmente dos eucaliptos. A maior parte do álcool produzido é obtida através da cana-de-açúcar. A mandioca também é utilizada, porém em menor escala. 1 hectare de cana-de-açúcar produz litros de álcool 1 hectare de mandioca produz litros de álcool 1 hectare de eucalipto possui em média 20 toneladas, que produz litros Fonte: USP. Instituto de Física. Fontes de energia no Brasil: produção de álcool A preparação do solo para o plantio cana é efetuada utilizando-se diversas técnicas, inclusive a verificação do ph. Após o corte, a cana é transportada para a usina, onde será lavada, tirando-se a sujeira mais grossa, picada e finalmente moída. Moagem: produz um caldo, composto pela garapa e o bagaço (parte sólida, rica em celulose). A mistura garapa-resíduo é filtrada. Feita a separação, o bagaço é utilizado para co-geração de SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 1

2 energia, como matéria-prima a ser utilizada na produção de celulose, chapas de aglomerado e ração animal; a garapa é aquecida para eliminar a água, formando um líquido viscoso e rico em açúcar, o melaço, do qual pode se obter tanto o açúcar como o álcool. A obtenção do álcool é feita através da fermentação, ao acrescentarmos água e um pouco de ácido ao melaço. Obtemos o produto chamado mosto de fermentação. Os microorganismos, ao se alimentarem da mistura, produzem enzimas que aceleram a transformação do açúcar e agem como catalisadores da reação que transformam o açúcar em álcool. Esse processo tem duração de 50 horas e o álcool obtido equivale a 13% do volume do mosto de fabricação. Ao final da fermentação, inicia-se a destilação para separar o álcool. Destilação: é utilizada para separar misturas, isto significa isolar componentes, separar-se misturas formadas por sólidos e líquidos ou por vários líquidos. O álcool etílico é obtido pela destilação fracionada do mosto fermentado, uma operação realizada nas destilarias, obtém-se frações de composição diferentes, sendo uma delas constituída de uma mistura de 96% de álcool e 4% de água. Tal mistura chama-se álcool 96 0 GL (96 graus Gay-Lussac), o GL é puro e 0 0 GL corresponde à água pura. O álcool obtido na destilação contém 4% de água. Para obter álcool puro ou anidro, deve-se retirar a água excedente, o processo utilizado consiste em adicionar cal vivo à mistura, que reage com água, formando hidróxido de cálcio. Como o hidróxido de cálcio não é solúvel em álcool etílico ocorre a formação de uma mistura heterogênea. Cada litro de álcool obtido na destilação produz cerca de 12 litros de resíduos do mosto fermentado e recebe o nome de vinhaça (ou vinhoto) cujo aproveitamento é utilizado como fertilizante aumentando a produtividade e sendo útil ao canavial. ETAPAS DA PRODUÇÃO DO ÁLCOOL Transporte: os fardos de cana-de-açúcar, cortados na lavoura, são carregados em caminhões até a mesa alimentadora da usina, onde passam por uma lavagem com água; Extração: esteiras, com facas rotativas, picam o caule. A cana é triturada pelas moendas para fazer o caldo misto (garapa); Tratamento: o caldo misto, que resulta da moagem, é a matéria-prima para a fabricação do álcool, tanto o hidratado quanto o anidro. Ele é purificado através de vários processos e técnicas de filtragem. Fermentação: o caldo misto forma o mosto, ou caldo tratado, que é fermentado em grandes vasilhas, chamadas dornas, com uma mistura composta de leite de levedura, água e ácido sulfúrico. Destilação: da fermentação do mosto resulta o vinhoto, que enfrenta o processo de centrifugação. Ele é bombeado para as colunas de destilação, aquecido até 90 graus Celsius e transformado em álcool bruto. Armazenagem: o álcool bruto, depois de destilado em duas colunas de retificação, vira álcool hidratado. Por fim, é armazenado em grandes reservatórios. SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 2

3 Figura 1. Esquema da produção do álcool (Fonte: adaptado de MACEDO, p. 63.) MICRODESTILARIA DE ÁLCOOL MISTA DEMIL Picador/desintegrador: a cana sofre o processo de picagem (em fatias milimétricas) e desintegração através de facas e martelos, com combinação automática de água quente a 60º C, iniciando-se o processo de semidifusão, facilitando também a moagem. Moenda: na entrada dos rolos, a cana picada sofre nova embebição em água quente a 60º C, sofrendo em seguida a primeira prensagem e na saída, sofre nova embebição de água quente, facilitando a retirada do caldo da mesma forma que se processa na primeira moenda. Redutor: cada moenda é acoplada à sua caixa de redução com as engrenagens construídas em aço banhadas a óleo permitindo trabalhar com máxima economia de energia proporcionando a moenda 6 r. p. m. Conjunto de extração do caldo de cana: picador, esteira, transportadora, moendas e caixas redutoras. Dornas: o caldo da cana é transportado da caixa de decantação até as dornas através de uma bomba centrifuga para se processar a fermentação. Normalmente são em números de 6 com capacidade em chapas de aço carbono. Acompanha um sistema distribuidor de água para resfriamento de dornas. Peneiras vibratórias: o caldo extraído dos dois ternos de moenda é conduzido a este conjunto de peneiras vibratórias, para a retirada dos resíduos provenientes das fibras da cana ou dos amiláceos. Lavador e descascador: a mandioca ou outros amiláceos, são lavados, descascados e separados de corpos estranhos. Cozinhador: os amiláceos sofrem o processo de dextrinição sob a ação do vapor e das enzimas. Após a dextrinição o mosto é conduzido ao refreador/ sacarificador. MICRODESTILADOR Jack Eliseu Crispim, técnico da Epagri/SC, tendo como base a experiência nos cursos realizados na instituição, conseguiu idealizar um novo equipamento de destilação de cana. É uma máquina prática e barata, e que permite a qualquer produtor regulá-la tanto para a produção de cachaça como para produção de álcool combustível. Crispim explica que, na verdade, ele juntou dois equipamentos já prontos: o destilador convencional de Minas Gerais e o alambique com sistema de destilação contínua de Santa Catarina. A estes dois, anexou o sistema de refrigeração (serpentina) e formou uma nova máquina. SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 3

4 MINI-DESTILARIA A Mini-Destalaria é composta por um evaporador e uma campânula. A mistura vai sendo aquecida gradualmente por uma fornalha ou outro dispositivo anexo, e à medida que percorre os labirintos do evaporador, começa a desprenderem-se vapores mais ricos em álcool. Para o direcionamento destes vapores utiliza-se de uma campânula edificada na parte superior do evaporador. O vapor condensado na coluna retorna através de um funil para o início da destilação, somando energia térmica para o aquecimento inicial do processo de destilação, que enriquece os vapores da mistura, gerando maior concentração alcoólica. EMPRESAS MECÂNICA INDUSTRIAL LTDA. Endereço: Rua Coronel Pedroso Pacheco n. 48 CEP: Coronel Vivida - PR Caixa postal: 90 Fone: (46) tigoncalves@hotmail.com Site: EPAGRI - EMPRESA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA E EXTENSÃO RURAL DE SANTA CATARINA S.A. Rodovia Admar Gonzaga, Itacorubi CEP: Florianópolis - SC Caixa Postal 502 Fone: (48) Fax: (48) epagri@epagri.rct-sc.br Site: Engenheiros agrônomos na Estação Experimental de Urussanga Contato: Jack Eliseu Crispim e Simião Alano Vieira Rod. SC 446 Km 16, Bairro Estação CEP: Urussanga SC Caixa Postal 49 Fones: (48) / / Fax: gru@epagri.rct-sc.br DEDINI S.A. INDÚSTRIAS DE BASE Rodovia Rio Claro Piracicaba,km 26.3 Piracicaba SP Fone: (19) EQUIPAMENTOS Microdestilaria de álcool mista Demil Microdestilador Microdestilador Usina de álcool Açúcar & Álcool - Equipamentos e Plantas Contato: Eliana Ap. Melo Fone: (19) eliana.melo@dedini.com.br Açúcar & Álcool - Sistema RGD Contato: Valentin Rabaldelli Fone: (19) valentin.rabaldelli@dedini.com.br SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 4

5 BRAZIL INDUSTRIAL SOLUTIONS - Consultoria Curitiba Fone: (41) central@bisbrazil.com.br Site: EMPRAL DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTOS LTDA. Matriz: Avenida Clotilde Verri, n. 640 CEP: Jaboticabal - SP Fone: (016) Fax: (016) empral@empral.com.br Planta de álcool de amiláceos Fábricas para produção de álcool Filial: Rua 13 de Maio n º andar CEP: Piracicaba SP Fone: (019) Fax: (019) empral@merconet.com.br Site: VÍDEOS Mini-destilaria: Álcool combustível na fazenda. O processo é simples, barato e acessível a qualquer produtor rural. A Coordenação Técnica e Científica ficou a cargo de professores da Universidade Federal de Viçosa. Duração: 47 minutos. ISBN: CURSOS O Centro de Treinamento da Epagri em São Miguel do Oeste (SC) vem desenvolvendo o curso profissionalizante de Produção e Processamento de Cana-de-açúcar com ênfase na produção de melado, açúcar mascavo, rapadura e schmier (pastas de frutas). A Estação Experimental de Urussanga especializou-se na agroindustrialização caseira de aguardente e cursos de obtenção de álcool combustível, o etanol para produtores rurais. Já foram desenvolvidos cursos para participantes não só de Santa Catarina, mas também de outros Estados como Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. INCENTIVO AS MICRODESTILARIAS Tramita na Comissão de Minas e Energia o Projeto de Lei 5369/05, que cria o Programa Nacional de Pequenas Destilarias de Álcool Combustível. Que tem o objetivo de promover o desenvolvimento sustentável e a geração de emprego e renda no campo. BRASIL. Projeto de Lei n /2005. Dispões sobre a criação do Programa Nacional de Pequenas Destilarias de Álcool Combustível e dá outras providências. Disponível em: Acesso em 17 jan Conclusão e recomendações O projeto para implantação de uma microdestilaria de álcool, devido a sua complexidade, necessita do acompanhamento direto de profissionais com experiência na área, que possam orientar quanto às restrições da legislação (ambiental, segurança industrial e sanitária), plano de tratamento de efluentes, estudo de impactos ambientais, licença prévia, licença de instalação, bem como elaborar um planejamento integral sob diferentes aspectos, compondo o cálculo das despesas e da rentabilidade do negócio, observando o progresso e novidades da técnica. Para maiores informações a respeito de cultivo, tratamento, transporte, armazenagem, incentivos, etc., pode-se consultar os seguintes sites: SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 5

6 ALCOPAR Associação dos Produtores de Álcool e Açúcar do Estado do Paraná UNICA União da Agroindústria Canavieira de São Paulo Copersucar - Cooperativa de Produtores de Cana-de-açúcar, Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo Planeta Orgânico - Cana-de-açúcar: boa alternativa agrícola e energética para a agricultura nacional Metodologia do Atendimento/Fontes de informação consultadas/bibliografia/referências CRISPIM, J. E.; VIEIRA, S. A. Cana-de-açúcar:boa alternativa agrícola e energética para a agricultura nacional. Disponível em: < Acesso em: 13 jan MACEDO, I. C. A tecnologia para o setor sucroalcooleiro: situação atual e perspectivas. In: SEMINÁRIO PERSPECTIVAS DO ÁLCOOL COMBUSTÍVEL NO BRASIL, 1., 1995, São Paulo. Anais... São Paulo: USP, Instituto de Eletrotécnica e Energia, p. 63. PROJETO ENERGIA. Combustíveis do Brasil: álcool etapas da produção. Disponível em: < Acesso em: 12 jan QMCWEB. Biomassa: a energia do próximo milênio. Disponível em: < Acesso em: 13 jan UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Instituto de Física. Fontes de energia no Brasil: produção de álcool. Disponível em: < Acesso em: 13 jan Nome do técnico responsável Elizabeth Martines Nome da Instituição respondente TECPAR Instituto de Tecnologia do Paraná Data de finalização 17 de janeiro de SBRT Formulário de Resposta Técnica Padrão 6