Microdestilador com Dupla Coluna para Aproveitamento de Resíduos da Cachaça

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1 CAPÍTULO VII Microdestilador com Dupla Coluna para Aproveitamento de Resíduos da Cachaça Juarez de Sousa e Silva Roberta Martins Nogueira Carlos Alberto Pinto Geraldo Lopes de Carvalho Filho A produção de cachaça artesanal, de qualidade, é muito parecida com a de álcool, feita a partir da fermentação do caldo, uma vez que as etapas se repetem. Nesse caso, é preciso fazer: o preparo do pé-decuba, a moagem da cana, a decantação e a diluição do caldo, a fermentação; e a destilação. Contudo, a destilação da cachaça é feita em alambiques tradicionais (Figura 2.6). Já o álcool é destilado em equipamentos especiais, denominados coluna de retificação (Figura 2.7). A produção de cachaça de qualidade resulta na obtenção de subprodutos com teor alcoólico considerável e que, geralmente, não são devidamente aproveitados. Estamos falando dos pré-destilados, constituídos pela cabeça e pela cauda da destilação. A cabeça se refere ao início da destilação, que possui elevado teor alcoólico, geralmente acima de 50 o GL. Além disso, essa fração da destilação possui também outros componentes, como aldeídos, ésteres e álcoois superiores em altas concentrações, que não devem fazer parte da cachaça de qualidade.

2 142 Capítulo VII De forma semelhante, a fração final (cauda) possui, entre outros elementos, o óleo fúsel, que é o principal causador de ressaca. Assim, na produção de uma boa cachaça, o processo consiste em eliminar a cabeça e a cauda, que consiste na separação de 10 a 15% no início e todo o final da destilação, até o ponto em que a concentração do álcool recuperado atinja 10 o GL. Portanto, em cada alambicada são desconsiderados mais de 25% de pré-destilado rico em álcool, que pode ser passado em um pequeno sistema de retificação (Figuras 7.1 e 7.2) para ser transformado em álcool combustível. Dessa forma, em vez de serem considerados como resíduos de pouco valor financeiro ou simplesmente descartados, a cabeça e a cauda e parte da água fraca serão transformada, indiretamente, em rendimento extra para a propriedade, por evitar gastos com a compra de combustível para os veículos da propriedade e da família do agricultor. Figura Vista geral e esquema de uma minicoluna para 10 L/h.

3 Produção de álcool na fazenda e em sistema cooperativo 143 Além de reduzir gastos com a aquisição de combustível para movimentar os veículos da fazenda, o que torna a produção de aguardente, em alambiques simples, um processo altamente vantajoso, o produtor de aguardente pode - em períodos de ociosidade na fabricação de aguardente - produzir uma espécie de pré-destilado, sem a necessidade de separar a cabeça e a cauda da destilação de cachaça, e destinar o produto à fabricação de álcool em sistema cooperativo. Figura Detalhes gerais do evaporador, das minicolunas e dos condensadores. Como dito em outros capítulos, um produtor de aguardente pode, também, produzir um pré-destilado e enviar esse material para ser transformado em álcool em uma pequena central de retificação pertencente a uma cooperativa. Outra opção para os pequenos produtores de aguardente é trabalhar em parceria com as associações de produtores

4 144 Capítulo VII rurais e de taxistas do município, visando a produção do álcool para auto-sustentação da frota. Esta opção vem sento trabalhada, em caráter experimental, com um pequeno produtor e cinco taxistas de um município vizinho a Viçosa-MG. Componentes do microdestilador O microdestilador e todos os seus componentes devem ser construídos em chapa de aço inoxidável (2 mm) ou em cobre e apresentar os seguintes elementos: a) Aquecedor ou Panela: consta de um cilindro, disposto horizontalmente, provido de dois registros para carga do vinho e descarga do resíduo ou vinhoto. Na parte superior do cilindro é adaptada uma caixa convenientemente vedada, onde são acopladas as duas colunas de retificação (Figura 7.3). Caso a destilaria de cachaça seja aquecida por meio de caldeira, podese dotar o cilindro aquecedor com um sistema de serpentina para aquecer o pré-destilado. Caso contrário, o cilindro deve ser, convenientemente, adaptado sobre uma fornalha para ser aquecido diretamente pela queima de bagaço ou lenha. b) Colunas 1 e coluna 2: a coluna 1é formada por um tubo de 3 (inox ou cobre) e composta de um segmento de refluxo, contendo bolas de gude (1,5 cm de diâmetro), até a altura de 1,2 m. A partir desse ponto, ligado por um par de flanges, está o sistema de condensação primário, o qual é adaptado acima do coletor de destilado, que, por sua vez, é ligado à coluna 2 por um tubo de 12 mm (½ ) de diâmetro. Já a coluna 2 é constituída de um tubo (2 m) semelhante ao da coluna 1, que é totalmente preenchido com bolas de gude (Figura 7.4). O extremo superior da coluna 2 é conectado por um tubo 12mm (½ ) ao condensador secundário, por onde é drenado o álcool produzido. Deve-se lembrar que na base de cada coluna será adaptada uma tela inox, para evitar que as bolinhas desçam para a caixa que une a panela às colunas.

5 Produção de álcool na fazenda e em sistema cooperativo 145 Figura Detalhes e dimensões de um cilindro evaporador. c) Condensador primário: consta de um cilindro constituído por um tubo de 25 mm (1 ) e 40 cm de comprimento, fechado na base por um cone e conectado a um tubo de 75mm (3 ) (15 cm de comprimento) que é flangeado ao topo, aberto, da coluna 1 (Figura 7.5). Pelo tubo condensador desce um tubo de 12 mm (½ ) e 50 cm de comprimento, que conduz a água de refrigeração até a base inferior do refrigerador. Na parte superior do condensador primário é adaptado um tubo de 12 mm (½ ), para drenagem da água de refrigeração. d) Condensador secundário: consta de um cilindro em aço inox ou galvanizado, com 30 cm de diâmetro e 50 cm de altura. No interior do cilindro deve ser adaptada uma serpentina de cobre de 12 mm (½ ) com, no mínimo, 10 m de comprimento, que deve ser conectada ao topo da coluna 2. Ao cilindro devem-se adaptar tubos para entrada e saída da água de refrigeração (Figura 7.6).

6 146 Capítulo VII e) Fornalha: a fornalha deve ser construída em alvenaria de tijolos e provida de uma chaminé. Deve ser construída de forma que isole o cilindro aquecedor do meio ambiente, a fim de evitar gasto excessivo de lenha ou bagaço e variações bruscas de temperatura. A grelha deve ficar a 30 cm de distância do aquecedor. A figura 7.7 dá idéia de uma fornalha simples, que poderá ser usada para aquecer o microdestilador. Figura Ligação das colunas e detalhes do recheio interno.

7 Produção de álcool na fazenda e em sistema cooperativo 147 Figura Detalhes do condensador primário. Figura Detalhes do evaporador secundário para a mini-coluna

8 148 Capítulo VII Figura Vista interna da fornalha, com detalhes do aquecedor. f) Seqüência operacional: 1. Junte quantidade suficiente de destilado de cauda ou de final de destilação. 2. Adicione o pré-destilado (mistura de cabeça e cauda) até um nível correspondente a dois terços do volume do cilindro aquecedor. 3. Aqueça o cilindro até a temperatura de 90 o C para evaporar e condensar o pré-destilado em álcool de alto grau; manter o topo da coluna 1 em temperatura inferior a 70 o C. 4. Mantenha a temperatura do condensador o mais baixo possível. 5. Recolha o álcool oriundo do condensador em um recipiente apropriado e com segurança contra incêndio. 6. Continue a destilar até que o teor alcoólico do condensado caia para 85 o GL. Deste ponto em diante, até 10 o GL, colete o condensado em outro depósito (abaixo de 85 o GL o produto deve ser redestilado, junto com a batelada seguinte); o

9 Produção de álcool na fazenda e em sistema cooperativo 149 condensado abaixo de 10 o GL significa que, praticamente, não existirá mais álcool no cilindro aquecedor. 7. Esgote a cilindro abrindo os registros de carga e descarga e reinicie o processo se houver mais pré-destilado para ser transformado em álcool combustível. 8. Finalizando o processo de destilação, limpe a fornalha e lave o cilindro aquecedor com água limpa. Se não for usar o equipamento por muito tempo, esgote a água do condensador. 9. A lavagem da coluna deve ser feita com água, sob pressão, injetada via tubo de saída do destilado.