etanol apresentacao

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Acadêmicos Alan Mafra Analu Monalise Aragão Juliana Pinheiro Miguel Brys

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Page 3: Etanol apresentacao

•O pró alcool teve seu início em 1975;

•O programa de governo nada mais foi do que o incentivo á utilização em larga escala do álcool combustível;

•Década de 1987 houve um declínio significativo do uso do álcool;

•1993 houve um novo aumento da produção e consumo de álcool combustível;

• 2008 o álcool combustível já representa 12,6% da matriz energética brasileira;

Page 5: Etanol apresentacao

PROCESSO DE PREPARAÇÃO DA CANA PARA FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL

A importância da cana de açúcar pode ser atribuída à sua múltipla utilização, podendo ser empregada in natura, sob a forma de forragem,

para alimentação animal, ou como matéria-prima para a fabricação de rapadura, melado,

aguardente, açúcar e álcool.

Page 6: Etanol apresentacao

CLIMA

O clima ideal é aquele que apresenta duas estações distintas, uma quente e úmida, para proporcionar a germinação, perfilhamento e desenvolvimento vegetativo, seguido de outra fria e seca, para promover a maturação e consequente acúmulo de sacarose nos colmos.

Page 8: Etanol apresentacao

PREPARO DO SOLO

• O solo deve ser profundo, pesado, bem estruturados, férteis e com boa capacidade de retenção;

• As unidades sucroalcooleiras não seguem uma linha uniforme de preparo do solo, tendo cada uma seu sistema próprio, variação essa que ocorre em função do tipo de solo predominante e da disponibilidade de máquinas e implementos.

Page 9: Etanol apresentacao

PLANTIO

• Setembro a outubro não é a época mais recomendada, devido à ocorrência de adversidade climática. Plantios efetuados nessa época propiciam menor produtividade agrícola e expõem a lavoura à maior incidência de ervas daninhas, pragas, assoreamento dos sulcos e retardam a próxima colheita.

• Janeiro a março é o mais recomendado tecnicamente. Além de não apresentar os inconvenientes da outra época, permite um melhor aproveitamento do terreno com plantio de outras culturas.

Page 10: Etanol apresentacao

COLHEITA

A colheita inicia-se em maio e em algumas unidades sucroalcooleiras em abril, prolongando-se até novembro, período em que a planta atinge o

ponto de maturação, devendo, sempre que possível, antecipar o fim da safra, por ser um

período bastante chuvoso, que dificulta o transporte de matéria-prima e faz cair o

rendimento industrial.

Page 11: Etanol apresentacao

MATURAÇÃO

• O ponto de maturação pode ser determinado pelo refratômetro de campo e complementado pela análise de laboratório.

• Com a adoção do sistema de pagamento pelo teor de sacarose, há necessidade de o produtor conciliar alta produtividade agrícola com elevado teor de sacarose na época da colheita.

Page 12: Etanol apresentacao

CORTE

• O corte pode ser manual, ou mecanicamente, através de colheitadeiras;

• Após o corte, a cana-de-açúcar deve ser transportada o mais rápido possível ao setor industrial, por meio de caminhão ou carreta tracionada por trator.

Page 13: Etanol apresentacao

RECEPÇÃO DA CANA

Realiza-se a coleta de amostra de cada lote:

Uma inspeção visual é realizada nos colmos que devem ter sido colhidos recentemente pois devem ser moídos até 24 horas após o corte para evitar o

crescimento de microrganismos que prejudicarão a fermentação causando perda de rendimento.

Page 14: Etanol apresentacao

LAVAGEM

• A fim de eliminar sujidades como terra, folhas, pedras e para reduzir a carga microbiana natural existente na sua superfície;

• A não realização desta etapa acarretaria a presença de microrganismos que acabariam por diminuir a eficiência da etapa de fermentação.

Page 16: Etanol apresentacao

FILTRAÇÃO

• A mistura garapa-resíduo é filtrada, a garapa é aquecida para eliminar a água, formando um líquido viscoso e rico em açúcar, o melaço, do qual pode se obter tanto o açúcar como o álcool;

• Além disso, a etapa de filtração é muito importante para retirar impurezas grosseiras tais como os bagacilhos, que são pequenas partículas de fibra de cana, entre outros fragmentos.

Page 17: Etanol apresentacao

PREPARO DO MOSTO

Mosto é todo caldo suscetível a fermentação.

Para que se obtenha bons resultados na fermentação, é necessário que o mosto satisfaça algumas condições:

• menor contaminação inicial por microrganismos, • adequada concentração de açúcares fermentáveis.

Page 19: Etanol apresentacao

• A fermentação é o processo biológico de degradação de açúcares para a produção de energia para a sobrevivência dos seres vivos.

• A primeira ligação feita do crescimento microbiano com a produção de etanol foi feita por Louis Pasteur na segunda metade do século XIX.

• A fermentação alcoólica é um dos vários tipos de fermentação, e é assim chamada por produzir etanol como purga.

Page 22: Etanol apresentacao

O processo• A fermentação é contínua e

agitada, consistindo de 4 estágios em série, composto de três dornas no primeiro estágio, duas dornas no segundo, uma dorna no terceiro e uma dorna no quarto estágio.

• As dornas têm capacidade volumétrica de 400.000 litros cada, todas fechadas com recuperação de álcool do gás carbônico

Page 24: Etanol apresentacao

• Após a fermentação a levedura é recuperada do por centrifugação, em separadores que separam o fermento do vinho. O fermento, com uma concentração 60%, é enviado às cubas de tratamento. O vinho vai à destilação.

Page 25: Etanol apresentacao

• Após a separação do fermento do vinho, o fermento a 60% é diluído a 25. Regula-se o pH em torno de 3,0 com H2SO4

• O tratamento é contínuo e tem um tempo de retenção de aproximadamente uma hora.

• Eventualmente é usado bactericida para controle da população contaminante.

Page 29: Etanol apresentacao

Coluna de destilação ou destilador:• Destilação é o processo de vaporizar o líquido para depois

condensá-lo e recolhe-lo em outro recipiente.

• Destilação Fracionada é empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é menor do que 80º C. Possui coluna de destilação.

• O objetivo da coluna de destilação é criar várias regiões de equilíbrio líquido-vapor, enriquecendo a fração do componente mais volátil da mistura na fase de vapor.

• O componente mais volátil é o álcool etílico.

• O álcool sem água (anidro) não pode ser obtido somente por destilação,são necessários outros processos para que haja a separação desta mistura azeotrópica (96%de álcool +4%de água).

Page 30: Etanol apresentacao

Coluna de refluxo simplificada:

• A coluna de fracionamento também é chamada de coluna de refluxo.

• Neste caso já teríamos uma concentração bem maior de álcool no destilado, do que de um alambique simples.

Page 32: Etanol apresentacao

Condensador:

• O condensador nada mais é que uma serpentina de cobre acondicionada dentro de um recipiente onde a água é usada como meio de troca de calor.

• O topo da coluna deverá ser conectado a um condensador para resfriar o vapor e transformá-lo em líquido.

• É importante que ele seja suficientemente grande para resfriar todo o vapor para a temperaturas abaixo de 35°C.

Page 34: Etanol apresentacao

• Outro dispositivo utilizado para se aumentar a graduação alcoólica durante a destilação são unidades chamadas controladores de refluxo.

• Controladores de refluxo são um trocador de calor colocado na coluna e utilizado para controlar a condensação.

Page 37: Etanol apresentacao

Na produção de biodiesel ( ésteres etílicos);

Em misturas com gasolina em motores de veículos;

Aditivo nos motores á diesel;

Puros em motores de veículos

Combustível para aviões;

Fonte de produção de hidrogênio para células á combustível;

Page 38: Etanol apresentacao

* Obtenção através da alga vermelha Kappaphycus alvarezii

Page 40: Etanol apresentacao

•Produção bem maior na mesma área plantada e não ocupa terra (solo);

•Não é preciso usar água doce para irrigar;

• A cana tem de ser colhida e moída rapidamente. Já a alga, depois de seca, pode ser estocada, servindo para regular a safra.

Page 41: Etanol apresentacao

*Exportações: Atualmente, a exportação de etanol representa 8% da balança comercial Brasileira, ou seja US$ 2,4 bilhões.

*Empregos: 1 milhão empregos diretos gerados. 85 % são de cortadores de cana. 25% Técnicos e engenheiros. Fonte: União das indústrias de cana de açúcar.

•Consumo: Mercado interno: 17,2 milhões m3; Mercado externo: 3 milhões m3;

Page 42: Etanol apresentacao

Álcool x Gasolina

Gasolina:

•Não é uma substância pura: É uma mistura de centenas de hidrocarbonetos que têm entre 3 a 12 carbonos, proveniente de uma faixa da destilação do petróleo.

•Há componentes mais leves e mais pesados na gasolina. Conforme o tempo passa, os mais leves se evaporam, deixando apenas os mais pesados.

Page 43: Etanol apresentacao

Gasolina:

• Diz-se então que: a gasolina "ficou velha" ou "estragou".

• A evaporação dos componentes leves faz sobrar os mais pesados, que costumam ter octanagem menor. Quanto maior o número de carbonos na cadeia menor é a octanagem.

• A gasolina vendida no Brasil tem, por lei, 22% de álcool etílico em volume na sua composição, para reduzir a emissão de poluentes.

Page 44: Etanol apresentacao

Álcool:• O álcool, ao contrário da gasolina, é uma substância pura

(etanol), embora seja encontrado nos postos como sendo uma mistura de 95% de etanol e 5% de água, em volume.

• É um combustível que não deixa borras, sendo bem mais "limpo" que a gasolina, ao contrário do que se pensava nos primeiros anos do Proálcool.

• Desvantagem: mais corrosivo no estado líquido que a gasolina, o que demanda um tratamento anticorrosivo nos metais que têm contato com o álcool em sua fase líquida.

Page 45: Etanol apresentacao

Álcool:

• Nikolaus Otto em 1872 inventou o motor a explosão usando o metanol como combustível.

• O modelo “T” da Ford foi desenvolvido para funcionar a gasolina ou álcool ou ambos, isto em 1908.

Page 46: Etanol apresentacao

Poder calorífico (capacidade de gerar energia):

• O álcool por conter oxigênio na molécula, tem um poder calorífico menor que o da gasolina.

• Isto explica a menor km/l de um motor a álcool em relação ao mesmo motor a gasolina.

• O motor à gasolina faz 10 km/l comparado ao motor a álcool que faz 7,27 km/l.

Page 47: Etanol apresentacao

Proporção estequiométrica:

• O álcool tem proporção estequiométrica de 8,4:1 (8,4 partes de ar para cada parte de álcool) em massa, enquanto a gasolina tem 13,5:1.

• Para a mesma massa de ar, é utilizado 60% a mais de massa de álcool. Em volume, é necessário mais 43% de álcool do que de gasolina.

• Apesar de a gasolina fornecer mais 37,5% de energia, o fato de ser necessário 43% a mais de álcool para a mistura faz com que um motor ganhe em torno de 5% de torque e potência só de passar a queimar álcool.

Page 48: Etanol apresentacao

Octanagem:• O álcool tem um maior poder antidetonante do que a

gasolina. Enquanto a gasolina comum tem 85 octanas, o álcool tem o equivalente a 110 octanas.

• Isto significa que ele consegue suportar maior compressão sem explodir espontaneamente.

• Motor a álcool tem uma taxa de compressão maior do que um motor a gasolina.

• Motores a álcool tendem a ter um rendimento térmico maior do que um motor a gasolina, compensando parte do menor poder calorífico.

Page 49: Etanol apresentacao

Calor de vaporização:

O álcool tem um calor de vaporização de 0,744 MJ/l, enquanto a gasolina tem 0,325MJ/l. Isto quer dizer que o álcool necessita de mais do que o dobro de energia para se vaporizar.