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.
A cana é uma planta semiperene 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, países da África e no 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.
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 processo 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.
A destilação
Na etapa de destilação, o álcool, a água (89-93%) e os demais componentes (glicerina, outros álcoois, 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.
A fabricação de açúcar e etanol
A fabricação de açúcar e etanol é um processo que consiste das seguintes etapas, conforme já referido: da colheita, em que a cana-de-açúcar é colhida e transportada para a usina de processamento; da moagem, em que a cana é triturada para a extração do caldo; da clarificação, em que o caldo é clarificado para a remoção de impurezas e resíduos; da concentração, em que o caldo clarificado é concentrado em uma caldeira para aumentar a concentração de açúcares. E tem mais.
A da fermentação, em que o caldo concentrado é fermentado com leveduras para produzir etanol; a da destilação, em que o etanol é destilado para aumentar a concentração do álcool; a da desidratação, em que o etanol é desidratado para a remoção da água e obtenção um produto puro; a da produção de açúcar, em que o caldo clarificado é processado para a produção de açúcar.
Vale ressaltar que o processo de produção pode variar dependendo da usina e das tecnologias utilizadas. Além disso, muitas usinas utilizam resíduos do processo de produção, como bagaço e vinhaça, para gerar energia elétrica e adubar os campos de cana-de-açúcar.
Os resíduos do 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.
- O QUE É UMA USINA DE BIOGÁS
- COMO PRODUZIR BIOGÁS COM RESÍDUOS DA AGROPECUÁRIA
- QUAL O MELHOR SUBSTRATO PARA BIODIGESTOR?
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 apenas 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.
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.
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
