PRODUÇÃO DE BIOETANOL

Transcrição

1 PRODUÇÃO DE BIOETANOL

2 -ÁLCOOL: denominação genérica de uma classe de compostos químicos ternários, constituídos por C, H e O. - Utilizada para denominar o etanol, que é o membro mais conhecido da classe.

3 Etanol Alternativa com a escassez do petróleo; Elevada demanda mundial; Produção de mil litros na safra 2008/2009 (UNICA).

4 ETANOL - HISTÓRICO Primeiras experiências com a utilização do etanol em motores do Ciclo Otto - início do século XX caráter experimental Criação do IAA. 1931: produção maior que consumo: Governo estabelece mistura compulsória do álcool à gasolina (2 a 5%). 1961: Aumento da mistura à gasolina para 5 a 10%.

5 ETANOL - HISTÓRICO Década de 70: crise do petróleo: Prospecção de petróleo em águas profundas. Programa Nacional do Álcool (Pró-Álcool): 10% de álcool anidro sem alteração dos motores. 100% etanol hidratado (95 GL) - com modificação nos motores ciclo Otto.

6 -1978: Fiat 147 Primeiro carro á álcool fabricado no Brasil

7 ETANOL - HISTÓRICO 1980: Governo Federal decreta que o álcool seja vendido aos consumidores por 60% do valor da gasolina, estabelecendo paridade vantajosa na relação preço-poder calorífico : mais de 90% dos veículos novos comercializados eram movidos a álcool. Dinamismo do aprendizado tecnológico, aumento das áreas de plantio sem comprometimento da produção de açúcar e melhoria da eficiência dos motores. 1986: preço do petróleo começou a cair abruptamente, baixando da média superior a US$ 27,00/barril (1985), para menos de US$ 14,00/barril.

8 ETANOL - HISTÓRICO 1990: Crise de abastecimento do álcool: Perda de confiança da população nos carros à álcool. Vendas caíram de 52,5% para 11,55% em um ano. 1996: vendas caíram para menos de 1%. Governo promulga lei elevando para 20-25% o teor de álcool anidro na mistura com gasolina.

9 ETANOL - HISTÓRICO : petróleo volta a subir (US$ 25,00/barril). Preços mais elevados e maior carga tributária sobre o combustível fóssil, o álcool recuperou atratividade. Indústrias investem nos carros bi combustíveis (flex fuel) A flexibilidade de abastecimento desses veículos eliminava os riscos de desabastecimento, combinada com os preços atrativos do álcool, redirecionou o mercado.

10 -2003: Gol Total Flex Primeiro carro flex fabricado no Brasil

11 bilhões de litros 30 Produção de etanol no Brasil Brasil Centro Sul 0 Fonte: UNICA, 2009

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14 PAÍSES QUE UTILIZAM ETANOL COMO COMBUSTÍVEL Brasil, EUA, UE, México, Índia, Argentina, Colômbia e, mais recentemente, Japão: ETANOL ANIDRO Seu uso exclusivo como combustível ocorre no Brasil: ETANOL HIDRATADO

15 CENÁRIO ATUAL Expansão dos canaviais Iniciativa privada: construção de novas usinas

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17 CENÁRIO ATUAL Safra 09/10 :alta do preço do etanol Fatores: 1. Alta do preço do açúcar no mercado mundial (aumento poder de compra - China e Índia; e quebras de safra nos principais países produtores). 2. Crise financeira global. Primeiro semestre de 2009, empresas venderam etanol a preços abaixo dos custos de produção, para poderem se capitalizar. Aumento em 30% no consumo. Chuvas excessivas do segundo semestre: usinas ficaram o dobro de dias paradas em relação ao usual, comprometendo a produção prevista e os estoques para a entressafra.

18 Fatores de melhoria em andamento: 1. Retomada do crédito (R$2,5 bilhões ) para a formação de estoques reguladores (warrantagem). 2.Recente aprovação, pela ANP da entrada de novos agentes e a criação de empresas de comercialização no etanol. Volatilidade de preços vai continuar a existir: produção de cana depende do clima. Tendência de redução. CENÁRIO ATUAL 3. Comércio exterior: consolidação do etanol como uma commodity. Mercado de etanol é fortemente protegido no mundo. EUA: reconhecimento das vantagens do etanol de cana está em debate no Congresso americano e poderá cair até o final deste ano.

19 CARACTERÍSTICAS DO ETANOL - Líquido incolor - Límpido - Cheiro agradável e fortemente penetrante - Sabor cáustico e ardente

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22 Terminologia Mosto: Toda mistura açucarada ( caldo - mel - água ) destinada a alcoólica. fermentação Brix: Porcentagem de sólidos solúveis contidos em uma solução. Exemplos de sólidos sóluveis: sal, açúcar Açúcares Totais ( ART ) : Porcentagem em peso de açúcares contidos no caldo da cana, sendo sacarose, glicose e frutose. Acidez : quantificação do teor de ácidos - índice de infecção

23 Terminologia

24 Terminologia

25 TERMINOLOGIA -FLEGMA: produto retirado no topo da da coluna de destilação A, com graduação alcoólica ente 35 e 65%.

26 TIPOS DE ETANOL O etanol pode ser classificado em: -Industrial -Fino -Extra fino -Neutro -Álcool de segunda -Anidro -Álcool hidratado carburante

27 TERMINOLOGIA -ÁLCOOL DE SEGUNDA: processo de epuração do vinho ou flegma, contendo cerca de 3% de impurezas (aldeídos, furfural, álcoois superiores, etc).

28 TERMINOLOGIA -ÁLCOOL RETIFICADO: produto da purificação e concentração dos flegmas -teor alcoólico variando entre 92 e 97% v/v (GL) Em função do processo de purificação pode ser classificado como:

29 TERMINOLOGIA -INDUSTRIAL: purificação parcial dos flegmas, contendo uma pequena % de impurezas. Características: Grau alcoólico 95,2% v/v (min.) Acidez total 3mg/100mL (máx.) -FINO: purificação parcial dos flegmas, contendo menor % de impurezas. Características: Grau alcoólico 96,2% v/v (min.) Acidez total 1,8mg/100mL (máx.)

30 TERMINOLOGIA -EXTRA-FINO:purificação dos flegmas, contendo uma pequena % de impurezas. Características: Grau alcoólico 96% v/v (min.) Acidez total 0,5mg/100mL (máx.) -NEUTRO: processo de retificação mais apurado do flegma, álcool retificado, contendo alguns traços de impurezas. Características: Grau alcoólico 96% v/v (min.) Acidez total n.c.

31 TERMINOLOGIA -ÁLCOOL ANIDRO: álcool com teor alcoólico acima de 99,3 o INPM - misturado à gasolina.

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33 Especificações Técnicas do Álcool Etílico (ANP, 2009) Características Unidade Anidro Hidratado Aspecto Cor Acidez total (como ácido acético),máx Límpido isento de impurezas Incolor a levemente amarelado Límpido isento de impurezas Incolor a levemente amarelado Mg/l Condutividade elétrica,máx Hs/m Massa específica a 20ºC Kg/m³ 791,5máx 807,6 a 811,0 Teor alcoólico ºINPM 99,3mín 92,6 a 93,8 (ph) mg/l Potencial hidrogeniônico(ph) 6,0 a 8,0 mg/100ml Resíduo por evaporação,máx Mg/100ml 5 Teor de hidrocarbonetos %vol 3 3 mg/kg Íon cloreto, máx Mg/kg 1 Ínon Sulfato, máx Mg/kg 4 mg/kg Ferro, máx Mg/kg 5 mg/kg Sódio,máx Mg/kg 2 mg/kg mg/kg Cobre, máx Mg/kg 0,07

34 TERMINOLOGIA -ÁLCOOL DESNATURADO: -adição de substâncias estranhas -sabor e odor repugnante -impedir uso em bebidas,alimentos e fármacos

35 USOS E APLICAÇÕES Dissolvente MP na indústria química Obtenção de borracha sintética Combustível Antisséptico Fármacos Bebidas Cosméticos

36 Como dissolvente Dissolvente para corantes utilizados na alimentação -produtos alimentícios de gelatina, confeitaria, etc Dissolvente de resinas -vernizes, resinas de formaldeído, esmaltes, etc Dissolvente de produtos químicos -fenolftaleína, perfumes, valeriana, estricnina, etc Dissolvente para produtos de cristalização - medicamentos, ácido oxálico, cânfora bromada, guaiacol, etc

37 Como dissolvente Dissolvente para preparo de tinturas -farmacêuticas, polidores de metais, tintas de aviões Dissolvente para produtos de higiene -desinfetantes, germicidas, inseticidas, repelentes, sabões, etc Dissolvente para óleos especiais -gengibre, jasmim, limão, laranja, menta, etc Dissolvente em processos de purificação -benzaldeído, caseína, tolueno, lanolina, etc

38 Como matéria-prima na indústria química Obtenção de ésteres -acetato de etila, sulfato de etila, etc Processos de hidratação -produção de éter, etileno, dicloroetano, etc Processos de oxidação -produção de ácido acético, acetaldeído, vinagre, etc

39 Como matéria-prima na indústria química Processos de etilação -etilamilina, dietilamilina, etc Reações com halogênios -produção de brometo de metila, acetato de etila, etc Indústria de bebidas alcoólicas Obtenção de borracha sintética

40 Como combustível Anidro - -misturado à gasolina (20-25%) melhora a octanagem Hidratado - -combustível carros a álcool e flex

41 Usos gerais Obtenção de medicamentos -insulina e glicerofosfato Soluções anticongelantes -baixo ponto de fusão (-117 o C) Preservativos de mostruários biológicos Antissépticos Conservantes de alimentos

42 MATRIZ DA INDÚSTRIA ALCOOLQUÍMICA

43 MATRIZ DA INDÚSTRIA ALCOOLQUÍMICA

44 MATRIZ DA INDÚSTRIA ALCOOLQUÍMICA

45 FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ETANOL

46 FLUXOGRAMA CANA-DE-AÇÚCAR CORTE-CARREGAMENTO- TRANSPORTE PESAGEM AMOSTRAGEM DESCARRE- GAMENTO Xarope LAVAGEM Mel PREPARO EXTRAÇÃO TRATAMENTO DE CALDO PREPARO DE MOSTO FERMENTAÇÃO BAGAÇO TORTA DE FILTRO Fermento

47 FLUXOGRAMA LEVEDURA FERMENTAÇÃO CENTRIFUGAÇÃO VINHO DESTILAÇÃO ÁLCOOL HIDRATADO ANIDRO VINHAÇA ÓLEO FUSEL ÁLCOOL DE SEGUNDA

48 COMPOSIÇÃO DA CANA- DE -AÇÚCAR Condições climáticas Solo (Propriedades físicas, químicas e biológicas) Tratos culturais (adubação, controle plantas daninhas) Estado sanitário da cultura Variedade/ maturação Colheita, carregamento e transporte

49 FLUXOGRAMA Cana colhida e transportada: Descarregamento mesa lateral de alimentação esteira condutora de cana extração do caldo Mesas laterais: lavagem e preparo (facas e desintegradores) Extração do caldo: moendas ou difusores caldo misto e bagaço

50 FLUXOGRAMA Caldo misto purificação Remoção impurezas grosseiras (terra, bagacilho, etc) peneiras Remoção impurezas coloidais Caldo clarificado preparo de mosto (adequações Brix, Temperatura, nutrientes, biocidas). Mosto: caldo misto, xarope e melaço

51 FLUXOGRAMA Mosto adição fermento fermentação Contínua ou batelada Final fermentação vinho centrífuga (separação vinho delevurado e fermento) Fermento tratamento retorna às dornas Vinho destilação

52 FLUXOGRAMA Destilação : Coluna A flegma ( 35-65% v/v), vinhaça, impurezas de cabeça Flegma coluna Retificação (B) Álcool hidratado (92-97% v/v), flegmaça, óleo fúsel (40-70% v/v), impurezas de cabeça Álcool hidratado coluna Desidratação (C) álcool anidro (99-99,7% v/v)

53 TANQUES DE ARMAZENAMENTO DE ÁLCOOL

54 CARREGAMENTO DE ÁLCOOL

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