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junho 3, 2014
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Fabricação de Açúcar e Etanol a partir da Cana-de-açúcar

A fabricação de Açúcar e Etanol a partir da Cana-de-açúcar pode melhorar a eficiência mas já garante ao Brasil uma posição de destaque no mercado mundial.

Como é a fabricação de Açúcar e Etanol a partir da Cana-de-açúcar? Quais as etapas do processamento? Que resíduos são gerados e como tratá-los? Neste artigo você aprenderá como reaproveitar do resíduo da melhor forma com benefícios econômicos e sustentáveis. 

A cana é uma planta semi-perene da família das gramíneas, pertencente ao gênero Saccharum. Oriunda das regiões temperadas quentes e tropicais da Ásia, hoje é cultivada em vários países do mundo, como Índia, outros países da África e do Caribe. Em determinadas regiões desses países, a cana encontra condições climáticas ideais para seu crescimento: uma estação quente e úmida, que propicia a germinação, o brotamento e o desenvolvimento da planta, e uma estação seca e fria, que promove a maturação dos colmos e o acúmulo de sacarose.

Processamento da Cana

Cerca de 140 kg de açúcar ou 86 de etanol podem ser obtidos de uma tonelada de cana. A figura abaixo resume o sistema paralelo de fabricação de etanol a partir da cana:

Rotas tecnológicas para produção de etanol

São 59 páginas bastante ilustradas e com links para alguns vídeos exclusivos. O conteúdo do eBook abrange A biodigestão anaeróbia, Fatores que influem na produção de biogás, As fases da biodigestão anaeróbia com informações detalhadas sobre a Hidrólise, Acidogênese, Acetogênese, Metanogênese e Sulfatogênese

Ao chegar à usina, a cana-de-açúcar é esmagada, gerando o caldo de cana ou garapa. Após recolher o caldo de cana, ele é acrescido de melaço de processos anteriores formando o mosto, que é então adicionado de uma mistura conhecida como “pé-de-cuba” (levedura recuperada e tratada para diminuição do pH e do teor alcoólico).

A fermentação

A fermentação do mosto ocorre em tanques denominados dornas de fermentação, pelo pro cesso Melle-Boinot, que envolve a recuperação das leveduras e seu reuso no processo, após tratamento.

Após um período de 4-12 horas a fermentação termina gerando um produto final de teor alcoólico entre 7 e 10% que é então centrifugado para separação e recuperação da levedura e segue para a destilação, de onde se obtém o álcool hidratado.

Como dimensionar biodigestores? O segredo está aqui. Com esta tabela de rendimento dos substratos mais comuns para biodigestores, seu trabalho fica muito mais fácil

A destilação

Na etapa de destilação, o álcool, água (89-93%) e os demais componentes (glicerina, outros alcoóis, furfural, aldeído acético, ácidos succínico e acético, bagacilho, leveduras, bactérias, açúcares mais complexos, sais minerais, albuminóides, CO2 e SO2) são separados de acordo com seus respectivos pontos de ebulição, em três etapas sequenciais. Na destilação propriamente dita, o álcool é separado do vinho fermentado em duas fases: a flegma (vapores com 40 a 50° GL) e a vinhaça (com menos de 0,03° GL). A vinhaça pode ser utilizada como substrato para a produção e uso de biogás na própria indústria.

A retificação

No processo de retificação a flegma é concentrada até obter um grau alcoólico de 96° GL em sua saída e retirar as impurezas como álcoois homólogos superiores, aldeídos, ésteres, aminas, ácidos e bases. Separa-se ainda o óleo fúsel, composto rico em álcool amílico e isoamílico, usados com aditivos na indústria química.

A desidratação

Finalmente, parte do álcool então produzido passa pelo processo de desidratação com monoetilenoglicol, que reduz a volatilidade da água e permite a evaporação do etanol, que segue separado. Tem-se então um produto com 99,9° GL, o álcool anidro.

Os resíduos da processamento da cana-de-açúcar

Durante o processo de destilação ocorre a geração de uma grande quantidade de vinhaça. Estudos mostram que a vinhaça tem uma grande quantidade de matéria orgânica que poderia ser aproveitada energeticamente em um biodigestor. A eficiência do biodigestor vai depender do modelo de negócio previsto para o projeto.  A tecnologia de biodigestor escolhida deverá levar em consideração as demandas exatas do projeto como um todo.

Em usinas atuais, os resíduos de bagaço e a palha (o lixo do processo), são queimados nas caldeiras para geração de vapor e bioeletricidade. A vinhaça teoricamente pode ser acumulada em lagoas impermeabilizadas e usada para fertirrigação do canavial. Antes disso seria necessário passar por um processo de estabilização. Dessa forma o tratamento de resíduos acontece através de uma usina de geração de energia e uma estação de tratamento de efluentes.

O biodigestor oferece a incrível vantagem de poder fazer o tratamento de efluentes e a geração de energia em apenas uma usina.

O biodigestor oferece a incrível vantagem de poder fazer as duas coisas utilizando-se apensas uma usina. O bagaço, a palha e a vinhaça poderiam servir como substrato. O resultado do processo seria o biogás e o biofertilizante já estabilizado.

Biodigestor Anaeróbio na cidade de Oyten. Utiliza milho e esterco bovino como substrato

O resultado da substituição de usinas de geração de energia e estações de tratamento de efluentes por biodigestores é um impacto significativo na economia de recursos de investimentos melhorando ainda mais o uso de recursos.

Saiba mais em Biodigestores Anaeróbios

Vídeo sobre o processo

No vídeo abaixo é possível acompanhar todo o processo de produção:

Fonte: Cadernos de Educação Ambiental – Etanol e Biodiesel . Governo do Estado de Sao Paulo

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About gleysson

gleysson

Sou especialista em transformar problemas ambientais em negócios sustentáveis. Formado em Dip. Ing. Verfahrenstechnik (Eng. Química) pela Universidade de Ciências Aplicadas de Frankfurt/M na Alemanha com especialização e experiência em Tecnologias para geração de Energia e Engenharia Ambiental. Larga experiência em Resíduos Sólidos com foco em Biodigestores Anaeróbios

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