PRODUÇÃO DE ETANOL

Assim como o biodiesel, produzido a partir de óleos vegetais ou de gorduras animais, o etanol é uma das principais promessas de energia alternativa. Com o emprego desse tipo de combustível ocorre a redução de emissão dos gases causadores do efeito estufa, além de minimizar a dependência energética de combustíveis fósseis.

Figura 1 – [Fonte – Digital Trends]

O etanol (C2H6O) é obtido especialmente via fermentação de açúcares provenientes da cana-de-açúcar, mandioca, milho, trigo, batata, eucalipto, beterraba, arroz, etc. O Brasil, baseando-se na extração de etanol da cana-de-açúcar, se destaca por ser o segundo maior produtor mundial. A produtividade de geração deste álcool por hectare de cana é em média 7500litros, enquanto que um hectare de milho, principal fonte de extração dos Estados Unidos, produz 3000 litros do combustível, menores quantidades são obtidas na Europa tendo como fonte a beterraba e o trigo.

 

Este álcool pode ser utilizado de duas formas:

Na forma de etanol hidratado que é comercializado como combustível acabado (o álcool utilizado como combustível é denominado de álcool carburante);

Na forma de etanol anidro para ser misturado à Gasolina (aumentando a octanagem), sem os inconvenientes da adição de chumbo tetraetila (CTE), que é extremamente poluente e destrói os elementos dos catalisadores.

 

Os processos que envolvem a produção de etanol são: colheita, lavagem, imantação, moagem, peneiração, decantação, aquecimento, fermentação, destilação (nesta o etanol hidratado misturado ao vinho fermentado é separado). Além do etanol hidratado, é obtido, como subproduto, durante o processo de destilação, o óleo fúsel (fração menos volátil). Esse óleo, popularmente conhecido como óleo de cana-de-açúcar é liquido nas condições ambientes, viscoso, possui odor desagradável, e é um produto inflamável. Ele possui aplicação na síntese de cristais líquidos, e também é matéria-prima para obtenção dos álcoois amílicos e butílicos, é utilizado na indústria alimentícia, no preparo de sabores artificiais ou aromatizantes, está presente nas bebidas alcoólicas sendo responsável pelo sabor característico das aguardentes, é também empregado como fixador para perfumes.

 

O etanol hidratado que é recuperado pode ser direcionado para estocagem, ou para a venda. Ele alimenta os motores de combustão interna dos carros movidos a etanol, carros flex fuel, é encontrado incorporado á cosméticos, produtos de limpeza, anticépticos, vinho, cerveja e outros líquidos. Ele pode ainda ser direcionado para a produção de outro produto que também possui grande valor agregado, o etanol anidro, chamado de etanol puro ou absoluto, por possuir algo em torno de 99,6% de graduação alcoólica (possui o mínimo de água possível). Nesta parte do processo temos a formação de um azeótropo (etanol/água) e isso implica em algumas dificuldades no processo de destilação, já que a fase vapor e líquida apresentam a mesma composição. Então devemos quebrar o azeótropo ou deslocá-lo, uma destilação por metodologia convencional não consegue fazer esta quebra.

 

Isso pode ser alcançado como, por exemplo, o aumento da condição de pressão, ou com o acréscimo de outro componente ao vinho delevedurado, por exemplo. Destaca-se a destilação á vácuo que se baseia no principio da variação de pressão, neste tipo há a redução do número de trocadores de calor, e utiliza as colunas de destilação já instaladas, porém requer grande número de bandejas, alta razão de refluxo, grande diâmetro da coluna. A destilação azeotrópica (Figura 2) foi uma das mais empregadas, ela altera a volatilidade relativa, contudo é feita com compostos como ciclohexano, n-heptano, aditivos de origem fóssil e tóxica.

Figura 2 – Configuração industrial de desidratação do etanol por destilação azeotrópica com ciclohexano [Fonte – MEIRELLES (2006, apud MATUGI, 2013)]

Outra forma é a destilação extrativa (Figura 3), o componente adicionado geralmente é a base de glicerol, consome menos energia do que a destilação azeotrópica, mas requer vapor de alta pressão.

Figura 3 – Configuração de desidratação do etanol por destilação extrativa com monoetileno glicol [Fonte – MEIRELLES (2006, apud MATUGI, 2013)]

Ainda pode-se citar o processo de separação por membranas (Figura 4), onde ocorre a seletividade por tamanho molecular, contudo tem a desvantagem de o fluxo ser limitado, o alto custo das zeólitas, necessidade de regeneração do leito.

Figura 4 – Configuração de desidratação do etanol por peneiras moleculares glicol [Fonte – MEIRELLES (2006, apud MATUGI, 2013)]

O uso de etanol combustível impacta de forma positiva o meio ambiente, pois reduz a emissão de gases de efeito estufa, reduz a dependência energética de combustíveis fósseis, além disso, promovem o desenvolvimento econômico local, pelo o fato de permitirem a exploração dos recursos e a geração de empregos.

Referências

-Etanol. Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustível. Disponível em:  <http://www.anp.gov.br/wwwanp/biocombustiveis/etanol> [Acesso em 22/06/2017];
Produção de etanol: Tecnologia praticada no Brasil. Nova Cana. Disponível em: < https://www.novacana.com/etanol/producao-tecnologia-praticada-no-brasil/> Acesso em 22/06/2017];
-MATUGI, Karina. Produção de etanol anidro por anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol. 2013. 186 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2013.
– Imagem 1 –  Digital Trends. Disponível em: < https://www.digitaltrends.com/cars/ethanol-in-fuel-has-some-downsides/> [Acesso em 30/06/2017].

Jéssyka Jennifer Miranda Corrêa
Assessora do Setor Acadêmico da BetaEQ, estudante da UFVJM

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