O Alcool, Notas de estudo de Engenharia de Petróleo
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Alcool
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Microsoft PowerPoint - Álcool

ÁLCOOL ETÍLICO

Aspectos Gerais

2

Definição

O ETANOL É UM ÁLCOOL INCOLOR, VOLÁTIL, INFLAMÁVEL

E TOTALMENTE SOLÚVEL EM ÁGUA, DERIVADO DA

CANA-DE-AÇÚCAR, DO MILHO, DA UVA, DA

BETERRABA OU DE OUTROS CEREAIS, PRODUZIDO

MEIO DA FERMENTAÇÃO DA SACAROSE.

3

Produtores de Álcool

Fonte = MME - 2005

REGIÃO CENTRO-SUL 217 UNIDADES PRODUTORAS:

• USINAS DE AÇÚCAR 4 • DESTILARIAS 60 • USINAS C/ DESTILARIAS 153

REGIÃO NORTE-NORDESTE 87 UNIDADES PRODUTORAS:

• USINAS DE AÇÚCAR 9 • DESTILARIAS 28 • USINAS C/ DESTILARIAS 50

Cadeia de Abastecimento

Produção Industrial do Açúcar e do Álcool

Distribuidores de Combustível

Postos Revendedores

Exportadores

Regulamentação: MAPA

Regulamentação: ANP

50 mil plantadores

320 Usinas

30.000 Postos Mercado de Preços Livres

250 Distribuidores Somente os Distribuidores fazem a mistura do álcool na gasolina2,38 Bilhões de Litros

Exportados em 2004

Fonte = MAPA – MME – MDIC - 2005

Produção Agrícola da Cana de Açúcar

Álcool Etílico Carburante

ÁLCOOL ETÍLICO HIDRATADO COMBUSTÍVEL (AEHC): Vendido na bomba para uso pelos carros à álcool e flex-fuel; Teor alcoólico: de 92,6 - 93,8 %; ICMS é recolhido na retirada do produto na usina.

ÁLCOOL ETÍLICO ANIDRO COMBUSTÍVEL (AEAC):

Misturado à gasolina A na proporção de 1:4 durante o carregamento dos caminhões-tanque nos terminais, para produzir a gasolina C;

Teor alcoólico: 99,3%;

ICMS é recolhido na venda da gasolina C.

Resolução ANP nº 36/2005

Característica EtanolAnidro Etanol

Hidratado Método ABNT

Método ASTM

Aparência Límpido e isento de

impurezas

Límpido e isento de

impurezas Visual Visual

Cor Incolor +Corante Laranja Incolor Visual Visual

Acidez como ácido acético,

mg/L max 30 30 9866 D 1613

Condutividade Elétrica, µS/m

max 500 500 10547 D 1125

Massa específica @ 20 0C, kg/m3 791.5 max 807,6 – 811,0

(1) 5992 D 4052

Teor alcóolico 0INPM 99,3 min 92,6 – 93,8

(2) 5992 _

pH - 6 - 8 10891 - Resíduo

evaporativo, mg/100mL max

- 5 8644 -

Total de hidrocarbonetos,

% vol max 3,0 3,0 13993

Íon Cloreto mg/kg max - 1 10894/10895 D 512

Teor de etanol, % vol min 99,3 92,6 - D 5501

Íon sulfato, mg/kg max - 4 10894/12120 -

Fe mg/kg max - 5 11331 - Na mg/kg max - 2 10422 - Cu mg/kg max 0,07 - 10893 -

7

Propriedades

• Teor Alcoólico

• Acidez

• pH (entre 6 e 8)

• Aspecto e Cor (incolor ou laranja)

• Metais (exemplo: Sódio - Depósitos em velas, válvulas e deterioração do óleo lubrificante)

• Sulfato (Depósitos e entupimento do sistema de injeção do tanque até à válvula de injeção) 8

Influência do Álcool Etílico na Gasolina

CONSUMO: GASOLINA x ÁLCOOL ETÍLICO

• Poder Calorífico Gasolina = 10.300 kcal/kg Álcool = 6.500 kcal/kg

• Octanagem Gasolina = 80 Álcool = 108

• Gasolina produz mais energia (66%) e o álcool permite maior taxa de compressão o que resulta em consumo maior com álcool etílico do que com gasolina.

9

Produção

O ÁLCOOL É OBTIDO APÓS A FERMENTAÇÃO (PROCESSO

BIOQUÍMICO) DO CALDO OU DE UMA MISTURA DE

MELAÇO E CALDO.

TODAVIA, ANTES DE SER ENVIADO AO PROCESSO

FERMENTATIVO, ESTE CALDO DEVE RECEBER UM

TRATAMENTO DE PURIFICAÇÃO.

10

Tratamento do Caldo

• Tratamento primário: peneiras

• Adição de cal

• Aquecimento

• Decantação

• Resfriamento

Tratamento semelhante àquele empregado na produção de açúcar

11

Preparação do Mosto

O MOSTO NADA MAIS É QUE UMA SOLUÇÃO DE AÇÚCAR

CUJA CONCENTRAÇÃO FOI AJUSTADA DE FORMA A

FACILITAR A SUA FERMENTAÇÃO. BASICAMENTE É

CONSTITUÍDO DE UMA MISTURA DE MEL E CALDO.

12

Preparação do Fermento

A LEVEDURA É RECUPERADA POR MEIO DA

CENTRIFUGAÇÃO DO VINHO.

ANTES DE RETORNAR AO PROCESSO FERMENTATIVO, ELA

RECEBE UM TRATAMENTO SEVERO, QUE CONSISTE EM

DILUIÇÃO COM ÁGUA E ADIÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO.

ESTA SUSPENSÃO, CONHECIDA NA PRÁTICA COM O NOME

PÉ-DE-CUBA, PERMANECE EM AGITAÇÃO DE 1 A 3 HORAS,

ANTES DE RETORNAR À DORNA DE FERMENTAÇÃO.

13

Fermentação

É NESTA FASE QUE OS AÇÚCARES SÃO TRANSFORMADOS

EM ÁLCOOL. AS REAÇÕES OCORREM EM TANQUES

DENOMINADOS DORNAS DE FERMENTAÇÃO, ONDE SE

MISTURAM O MOSTO E O PÉ-DE-CUBA NA PROPORÇÃO DE

2:1, RESPECTIVAMENTE.

Tempo de Fermentação: 4 a 10 horas 14

Fermentação

OS AÇÚCARES (SACAROSE) SÃO TRANSFORMADOS EM ÁLCOOL, SEGUNDO A REAÇÃO SIMPLIFICADA DE GAY

LUSSAC:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 23,5 kCal

DURANTE A REAÇÃO, OCORRE INTENSA LIBERAÇÃO DE GÁS CARBÔNICO, A SOLUÇÃO

AQUECE-SE E OCORRE A FORMAÇÃO DE ALGUNS PRODUTOS SECUNDÁRIOS COMO:

ÁLCOOIS SUPERIORES, GLICEROL, ALDEÍDOS, ETC

15

Vinho

AO TERMINAR A FERMENTAÇÃO, O TEOR MÉDIO DE ÁLCOOL

NESTAS DORNAS É DE 7% A 10% E ESSA MISTURA RECEBE O

NOME DE VINHO FERMENTADO.

DEVIDO À GRANDE QUANTIDADE DE CALOR LIBERADO

DURANTE O PROCESSO DE FERMENTAÇÃO E À NECESSIDADE

DA TEMPERATURA SER MANTIDA BAIXA (32°C), É REALIZADO

O RESFRIAMENTO DO VINHO, CIRCULANDO ÁGUA EM

SERPENTINAS INTERNAS ÀS DORNAS, OU EM TROCADORES

DE CALOR. 16

Centrifugação do Vinho

APÓS A FERMENTAÇÃO, O VINHO É ENVIADO ÀS

CENTRÍFUGAS PARA A RECUPERAÇÃO DO FERMENTO. O

CONCENTRADO DO FERMENTO RECUPERADO, DENOMINADO

LEITE DE LEVEDURA, RETORNA ÀS CUBAS PARA O

TRATAMENTO. A FASE LEVE DA CENTRIFUGAÇÃO, OU VINHO

"DELEVEDURADO", É ENVIADA PARA AS COLUNAS DE

DESTILAÇÃO

17

Destilação

O VINHO QUE VEM DA FERMENTAÇÃO POSSUI, EM SUA

COMPOSIÇÃO, 7º A 10°GL (% EM VOLUME) DE ÁLCOOL, ALÉM

DE OUTROS COMPONENTES.

Componentes líquidos: além do álcool, encontra-se a água com teores entre 89 e 93%,

glicerol, alcoóis homólogos superiores, furfural, aldeído acético, ácido succínico e acético

etc (em quantidades bem menores).

Componentes sólidos: bagacilhos, leveduras e bactérias, açúcares não fermentescíveis,

sais minerais, matérias albuminóides e outros.

Componentes Gasosos: Principalmente CO2 18

Etapas da Destilação

• Destilação propriamente dita

• Retificação

• Desidratação

• Recuperação do desidratante

19

Destilação propriamente dita

A DESTILAÇÃO É PROCESSADA EM TRÊS COLUNAS

SUPERPOSTAS

PRODUÇÃO DE ÁLCOOL COM 96°GL

O PROCESSO TEM POR FINALIDADE ESGOTAR A MAIOR

QUANTIDADE POSSÍVEL DE ÁLCOOL DO SEU PRODUTO DE

FUNDO, QUE É DENOMINADO VINHAÇA. 20

Destilação propriamente dita

A VINHAÇA, RETIRADA EM UMA PROPORÇÃO APROXIMADA

DE 13 LITROS PARA CADA LITRO DE ÁLCOOL PRODUZIDO É

CONSTITUÍDA PRINCIPALMENTE DE ÁGUA, SAIS SÓLIDOS EM

SUSPENSÃO E SOLÚVEIS.

A vinhaça é utilizada na lavoura como fertilizante.

21

Desidratação

O PRODUTO COM 96°GL CONSTITUI UMA MISTURA

AZEOTRÓPICA, FENÔMENO FÍSICO NO QUAL OS

COMPONENTES NÃO SÃO SEPARADOS PELO PROCESSO DE

DESTILAÇÃO.

ESTE ÁLCOO PODE SER COMERCIALIZADO DESTA FORMA OU

PASSAR POR UM PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO

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Processos de Desidratação

• Destilação azeotrópica usando ciclohexano

• Destilação extrativa usando monoetilenoglicol

• Destilação por adsorção usando peneiras moleculares

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