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Universidade de So Paulo Escola de Engenharia de Lorena EEL - USP

Processos Qumicos Industriais II Indstria Lorenense Alcooleira ILA

Equipe 3C

Integrantes: Cristina Federicci Lima Jssica Mancilha Joo Vitor Zanaga Sawaya Luiz Carlos Mury Jnior Matheus Duarte Rafael Yudi Kitamura

Prof. Dr. Domingos Svio Giordani Lorena - SP

16 de Outubro de 2014

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1. Histrico

A cana-de-acar foi trazida pelos portugueses para o Brasil em 1533 e acredita-se que a produo de lcool se iniciou na Capitania de So Vicente, pois ali foi montado o primeiro engenho de acar brasileiro, onde se produzia cachaa e aguardente. Durante sculos as bebidas destiladas foram a nica fonte de etanol no pas e apenas no ltimo quarto do sculo XIX que se iniciou a produo em larga escala de bebidas com as sobras do melao da indstria do acar. Entre 1905 e meados da dcada de 1920, sucederam-se diversas tentativas da agroindstria sucroalcooleira de promover o lcool como combustvel.

Durante a I Guerra Mundial (1914-1918), houve aumento na produo em escala e o etanol como combustvel lquido foi usado em motores exploso. No Nordeste brasileiro, em 1927, a Usina Serro Grande de Alagoas lanou o lcool-motor USGA, sendo utilizado posteriormente por produtores das principais regies canavieiras do pas poca.

Com a Crise de 1929 atingindo a economia de diversos pases, o Governo Federal brasileiro buscou amparar a lavoura canavieira. Foi instalada a primeira destilaria de lcool anidro e em 1931, o Governo decretou obrigatoriedade na mistura de 5% deste etanol na gasolina importada. Essa mistura, alm de baratear o custo do combustvel, aumenta a octanagem e reduz a emisso de poluentes. Para aumentar a produo alcooleira brasileira, as destilarias foram anexadas s usinas de acar. Em 1938, veio a obrigatoriedade da adio de 5% de lcool gasolina produzida no pas, junto com a implantao da primeira refinaria nacional de petrleo.

J na II Guerra Mundial (1939-1945), a procura por combustveis elevou a produo do etanol como fonte alternativa gasolina. O Brasil comeou a utilizar alm da mistura gasolina-etanol anidro, o etanol hidratado como combustvel, tornando-se o maior produtor mundial e detendo o maior e mais avanado parque industrial. As emisses de monxido de carbono, hidrocarbonetos, compostos nitrogenados (NOx) e aldedos gerados com a queima de combustvel fssil so ainda menos significantes com os carros movidos exclusivamente a lcool.

Com o fim da Guerra, houve um resfriamento na expanso da indstria do etanol combustvel e criaram-se grandes dificuldades para importar petrleo. O Brasil ento decidiu continuar a misturar lcool anidro na gasolina, chegando a 42%. Nas dcadas de 50 e 60, houve desinteresse entre governantes e empresrios do setor, e a concentrao do lcool na gasolina diminuiu, atingindo o valor de 2,9% em todo Pas e 7% no Estado de So Paulo, no incio da dcada de 70.

Em 1973, com a Guerra do Yom Kippur e o embargo s vendas para os EUA e Europa, o preo do barril do petrleo subiu de U$2,9 para U$ 11,5 em trs meses, marcando o primeiro choque do petrleo. Com o aumento no preo do petrleo, a queda nos preos do acar no mercado internacional e a necessidade de se aproveitar a ociosidade do parque industrial sucroalcooleiro, o Brasil criou um programa de incentivo produo de lcool para fins combustveis. O Programa Nacional do lcool - PROLCOOL foi criado em 14 de novembro de 1975, pelo Presidente da Repblica General Ernesto Geisel, com o objetivo de estimular a produo de lcool para atender aos mercados interno e externo. Em 1978 a FAENQUIL foi transferida para um rgo Federal chamado FTI Fundao de Tecnologia Industrial e entre 1981 e 1985 saram os

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primeiros 200 engenheiros que gerenciariam as usinas alcooleiras que se instalariam no pas.

O Programa PROLCOOL teve cinco fases distintas:

Primeira fase (1975-1979): fase inicial do projeto, em que se utilizava do melao para produzir o lcool anidro, que seria misturado gasolina. Em 1978 foi criado o primeiro automvel movido exclusivamente a lcool, o Fiat 147.

Segunda fase (1980-1986): fase de afirmao, marcada pelo segundo choque do petrleo. Com a revoluo islmica do Ir ocorrida em 1979, seguido de conflito com o Iraque, o preo do barril do petrleo triplicou e em 1980, a importao de petrleo representava 46% das importaes brasileiras. Criou-se o Conselho Nacional do lcool (CNAL) e a Comisso Executiva Nacional do lcool (CENAL) para acelerar o processo de implementao do Programa. Superou-se a meta estabelecida para a produo de lcool, chegando em 12 bilhes de litros e a proporo de carros a lcool subiu de 0,46% em 1979 para 76,1% em 1986.

Terceira fase (1986-1995): perodo de estagnao. O preo do barril de petrleo caiu de U$40 para U$15, dificultando o plano de substituio do combustvel fssil. A demanda por veculos movido a lcool no Brasil se manteve constante devido a taxao de impostos ser reduzida, o que aumentava as vendas. Os efeitos foram sentidos no pas em 1988, quando houve um perodo de escassez de recursos pblicos que subsidiariam os programas de incentivo energtico alternativos. O volume de lcool produzido permaneceu na faixa de 12 bilhes de litros por safra, mas como houve desestmulo produo e incentivo demanda, gerou-se uma crise de abastecimento na entressafra de 1989-1990, forando a importao de etanol. A crise no abastecimento de lcool afetou a credibilidade do PROLCOOL e alm da reduo de estmulos ao seu uso gerando uma diminuio na venda dos automveis movidos a esse combustvel e na reduo do valor do barril de petrleo, a indstria automobilstica seguiu a tendncia de fabricar modelos e motores utilizados mundialmente, ou seja, gasolina e, no incio da dcada de 90, o Brasil liberou a importao de veculos, que eram movidos a gasolina ou diesel, e incentivou o carro popular (at 1000 cilindradas), que foi desenvolvido para ser movido a gasolina. O presidente da poca, Fernando Collor de Melo, extinguiu o Programa em 1990, deixando usineiros desorientados, pois antes seguiam medidas regulamentadas pelo Governo de produo de cana, lcool e acar e neste momento se encontravam em extrema liberdade. No Mundo, o Kuwait havia sido invadido pelo Iraque, paralisando a produo de petrleo e configurando o terceiro choque do petrleo. Em 1991, a ONU nomeou uma coalizo de pases, liderados pelos EUA, para devolver a soberania ao Kuwait, a ento chamada tempestade no deserto. Saddan Hussein, presidente do Iraque, imediatamente queimou os poos de petrleo, retirando do mercado 4,6 milhes de barris.

Quarta fase (1995-2000): fase de redefinio. O dficit no abastecimento de petrleo vinha aumentando, chegando em 1994 a um bilho de litros. Em 1995 o Governo Federal decide retomar o PROLCOOL e increment-lo. Os problemas

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enfrentados na poca eram que as montadoras haviam reduzido drasticamente a fabricao de carros movidos a lcool, devido crise no abastecimento, e os usineiros preferiam produzir acar, uma vez que a venda do lcool estava com o preo baixo e a cotao internacional do acar estava em alta e possibilitava sanar as dvidas adquiridas (valor em torno de cinco bilhes de dlares). O preo do lcool combustvel, tanto anidro quanto hidratado, era definido de acordo com a oferta e procura. Em 1997 criou-se ento o Conselho Interministerial do Acar e do lcool (CIMA) para direcionar polticas para o setor sucroalcooleiro. Com a Medida Provisria n 1.662 de 28 de maio de 1998, definiu-se que era obrigatria a adio de 22% de lcool anidro gasolina no Pas, com limite de 24%. Transferiram-se recursos arrecadados a partir de parcelas dos preos da gasolina, do diesel e de lubrificantes para compensar os custos da produo do lcool e para estabelecer uma paridade de preos para o produtor entre lcool e acar, houve incentivos de financiamento para as fases agrcola e industrial de produo do combustvel.

Quinta fase: fase atual do PROLCOOL. Com os ataques de 11 de setembro de 2001, iniciou-se o quarto choque do petrleo. Criou-se uma forte instabilidade e presso no Oriente Mdio, local onde se encontra os pases produtores. A Venezuela, um dos maiores produtores mundiais de petrleo, enfrentou uma forte crise institucional que paralisou vrias vezes a produo petrolfera e levou a um golpe de estado em 2002, acarretando na necessidade de importar gasolina em 2003 e 2004. No Brasil, em 2003, foi introduzida a tecnologia dos motores flex fuel, onde o carro pode ser movido a gasolina, lcool ou uma mistura dos dois combustveis. O quinto choque veio entre 2004 e 2005, com o aumento do valor do barril de petrleo, passando do U$50 para U$70. Alm da instabilidade venezuelana, tinha a guerra no Iraque, a derrubada da petroleira russa Yukos, agitaes sociais e polticas na Nigria e conflitos trabalhistas na Noruega. Especialistas chegaram concluso de que a oferta era insuficiente uma vez que a demanda de energia crescia cada vez mais. Os EUA enfrentaram uma temporada de furaces no Golfo do Mxico e se viram incapazes de utilizar, rapidamente, de fontes alternativas de energia, o que desestabilizou a economia americana. O Brasil vem passando por uma nova expanso dos canaviais, com o objetivo de oferecer um combustvel alternativo, em grande escala. A diferena entre a fase atual e a do final da dcada de 70 que a deciso parte da iniciativa privada e no do Governo, pois se tem a viso de que o lcool ter papel cada vez mais importante como combustvel no s no Brasil, mas no mundo. A busca por novas alternativas energticas no mercado internacional cresce a cada dia, diante dos altos valores da cotao do petrleo e atualmente no Brasil, os carros com motor bicombustvel j ultrapassam os movidos apenas a gasolina.

A figura 1 mostra a evoluo histrica brasileira da produo total de etanol e suas

diferentes formas de comercializao, sendo hidratado ou anidro, destacando ainda os perodos em que ocorrem as diferentes fases do PROLCOOL, permitindo visualizar o volume de etanol produzido em cada uma delas.

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Figura 1: Evoluo histrica da produo de lcool no Brasil e sua correlao com as fases do Programa Nacional do lcool. (Fonte: Ministrio da Agricultura,

Agropecuria e Abastecimento, 2007 e 2008.)

2. Introduo Ao lcool Etlico

O consumo mundial energtico predominantemente dependente de petrleo, gs natural e derivados, cerca de 55%. A partir deles possvel ter em funcionamento os meios de transportes rpidos e eficientes, assim como grande parte das atividades fabris. Como combustveis fsseis, as suas reservas se esgotaro em no mais do que algumas dcadas, ameaando o sistema de abastecimento e a logstica econmica dos pases que os importam e o seu uso a principal fonte de gases responsveis pelo aquecimento global (Efeito Estufa), engendrando mudanas climticas em mbito global (CARVALHO JUNIOR et al., 2008).

Uma alternativa em pauta o etanol hidratado (96GL), um excelente substituto para a principal energia automotiva no mundo (gasolina). Isso se deve ao fato de que racional produzir fontes energticas com base em matria orgnica renovvel (biomassa), de onde foram produzidos os combustveis fsseis em um passado distante (CARVALHO JUNIOR et al., 2008). Alm disso, a utilizao de biocombustveis uma maneira de atingir as metas estipuladas no Protocolo de Kyoto, reduzindo as emisses totais de gases causadores do buraco na atmosfera, associado ao consumo de energia no setor de transporte pblico e privado (MACEDO, 2006).

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3. Levedura Saccharomyces cerevisiae

As leveduras so fungos unicelulares, eucariticos, heterotrficos e incapazes de realizar a fotossntese, sendo importantes sistemas-modelo para a pesquisa bsica na biologia de clulas eucariticas. Saccharomyces cerevisiae e espcies filogeneticamente prximas so as mais empregadas pelo homem, o qual as utilizam nas vrias indstrias de fermentao alimentcia e de bebidas (VICENTE, 1987; GADD, WHITE, 1993; KAPOOR, VIRARAGHAVAN, 1995).

De acordo com Oura (1995), as principais caractersticas que tornam as leveduras microrganismos interessantes para processos industriais so:

Capacidade de desenvolvimento em substrato barato e facilmente disponvel;

Facilidade de obteno e de multiplicao;

Utilizao de nutrientes nas suas formas mais simples;

Possibilidade de cultivo independente do ambiente;

Pequena exigncia de gua e de rea;

Formao de produtos de valor nutritivo.

4. Obteno de Etanol Via Fermentativa

A obteno de lcool etlico pode ser dada por trs maneiras distintas: por via sinttica (a partir de hidrocraqueamento de hidrocarbonetos e de gases de petrleo e da hulha), por via destilatria (aplica-se em regies de vincolas) e por via fermentativa. A forma fermentativa pode ser considerada uma das mais vantajosas aqui no Brasil, pois h uma grande disponibilidade de matria-prima (LIMA et al., 2001). O processo de fermentao mais difundido no Brasil o Melle-Boinot, caracterizado pela recuperao de leveduras por centrifugao (CALTAROSSO, 2008).

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O fluxograma da obteno de etanol de cana-de-acar por via fermentativa pode ser resumido segundo a Figura 1.

Figura 1 Fluxograma para a obteno de lcool etlico a partir da via fermentativa.(Fonte: adaptado CASTRO, 2013)

A obteno do lcool por via fermentativa tem incio no plantio e na colheita da

cana-de-acar, seguidos da preparao dessa matria-prima para o sistema de moagem. Dessa parte do processo resultam dois fluxos de sada: o caldo e o bagao. O primeiro dirigido para o processo aucareiro, formando o melao como subproduto. Este ento levado para a usina de fermentao e destilao, juntamente com o caldo da cana, onde forma-se o etanol. Concomitantemente, o bagao pode ser usado em caldeiras para a gerao de energia eltrica ou de calor, assim como sofrer um processo de hidrlise para gerar mais etanol por via celulsica, embora esse processo ainda seja invivel economicamente.

4.1. Recepo, preparo e extrao do mosto

Para iniciar o processo de produo de etanol, a cana plantada e colhida, sendo, ento transportada at a indstria por meio de caminhes. Estes so pesados antes de entrarem na usina e ao sarem dela, com o propsito de quantificar a matria-prima recebida. Depois de pesados, os caminhes com a carga passam pelo tomador de amostra, nele amostras de cana so retiradas e analisadas pelo laboratrio a fim de se determinar a qualidade da matria-prima. Esta ento descarregada, podendo seguir para o processo industrial ou ser estocada em ptios ou barraces (CALTAROSSO, 2008).

A cana descarregada levada para a mesa alimentadora. Ela proporciona uma alimentao uniforme para o setor de preparao e extrao, alm de lavar a matria-prima, para a retirada de terra e areia. A preparao da cana para o processo de moagem consiste na sua nivelao, feita por niveladores; fragmentao em pedaos menores

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sem extrao de caldo, feita por picadores e posterior desintegrao destes pequenos pedaos, feito por desfibradores (CALTAROSSO, 2008).

A cana desfibrada passa por um eletrom, para remover materiais ferrosos que possam estar presentes eventualmente, e segue para a moagem, que tem como objetivo extrair o mximo de caldo contido na matria-prima por meio de sucessivos esmagamentos, por rolos, da camada de cana (CALTAROSSO, 2008). O processo de recepo, preparo e extrao do mosto est presente no fluxograma da Figura 2.

Figura 2 Fluxograma do processo de recepo, preparo e extrao do mosto obteno de lcool etlico a partir da via fermentativa. (Fonte: CALTAROSSO, 2008)

a. Tratamento do Caldo

O caldo oriundo do processo de moagem passa por um tratamento (Figura 3) antes de ser levado para a produo de etanol, a fim de se eliminar tanto as impurezas mais grosseiras quanto as menores. Para isso, o caldo enviado para tanques misturadores e passa por um processo de calagem, que consiste na adio de leite de cal (Ca(OH)2), e tem como objetivo coagular o material coloidal. Feito isso, o caldo aquecido, em trocadores de calor, para acelerar a coagulao e floculao dos coloides, alm de aumentar a eficincia do processo de decantao (CALTAROSSO, 2008).

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Figura 3 Fluxograma do processo de tratamento do caldo da cana-de-acar. (Fonte: CALTAROSSO, 2008)

Em seguida, o caldo submetido ao processo de flasheamento, realizado no balo de flash, a fim de se eliminar o ar do caldo resultante do aquecimento. Este processo consiste na diminuio brusca da presso, provocando a ebulio espontnea do caldo e a eliminao do ar nele dissolvido (CALTAROSSO, 2008).

Por fim, o caldo segue para um decantador, onde purificado removendo-se as impurezas floculadas nas operaes anteriores. O caldo resultante da decantao chamado de caldo clarificado e ser encaminhado para o processo de produo de etanol, enquanto o lodo (impurezas resultantes) ser encaminhado para o processo de filtragem para recuperao do acar. Aps a filtragem, o filtrado volta para o processo de tratamento e a torta, retida no filtro, utilizada na lavoura (CALTAROSSO, 2008).

b. Fabricao do etanol

O fluxograma da Figura 4 representa uma forma simplificada da produo industrial de etanol, a qual transforma uma soluo de acar (caldo clarificado) em lcool.

Caldo de CanaLeite de cal

(Ca(OH) )

Tanque Misturador

Aquecedor Balo de FlashCaldo Caldo

Decantador

Filtro

Lodo

Caldo Clarificado

Torta

Filtrado

Caldo

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Figura 4 Fluxograma simplificado da produo industrial de etanol. (Fonte: adaptado de CASTRO, 2013).

O caldo da cana possui grande concentrao de acar, inibindo a fermentao direta da levedura. Para conseguir a concentrao adequada, por volta de 14 Brix, deve-se diluir o caldo com gua, obtendo-se, assim, o mosto, que segue para a dorna de fermentao. Nela, adiciona-se tambm a levedura previamente cultivada no tanque de pr-fermentao (SHREVE, 1980).

Para o cultivo de levedura, adiciona-se gua e cido. Este adicionado no tanque de pr-tratamento para que se mantenha o pH apropriado para a fermentao (de 4,0 a 5,0). O pH cido utilizado porque somente as linhagens especificas de levedura desenvolvidas sobrevivem nessas condies e para eliminar leveduras no mais ativas oriundas do leite de levedura (SHREVE, 1980; CASTRO, 2013).

A dorna de fermentao a principal parte do processo, nela ocorre interao entre o mosto e a levedura e a transformao de monossacardeo em etanol. Para que isso ocorra, deve-se manter o meio com condies adequadas para o processo, a temperatura deve estar entre 32C e 34C e o pH deve estar entre 4,0 e 5,0, como mencionado anteriormente. Tambm pode haver necessidade de se adicionar nutrientes para a levedura (sais de nitrognio e fsforo) e anti-sptico para garantir que o meio ser dominado pela levedura desejada (SHREVE, 1980; CASTRO, 2013).

No mosto no se encontra o monossacardeo necessrio, este obtido pela decomposio da sacarose (C12H22O11) em glicose e frutose a partir da ao da enzima invertase, produzida pela levedura. Essa reao pode ser escrita da forma (Equao 1):

C12H22O11 + H2O invertase C6H12O6 + C6H12O6 (Equao 1) Sacarose Glicose Frutose

A levedura tambm produz a zimase, enzima que transforma os monossacardeos em lcool e dixido de carbono, conforme seguinte reao (Equao 2):

Caldo

Clarificado

gua Diluidor

Mosto Dorna de Fermenta

o

Vinho levedurado

Centrfuga

gua

Tanque de Pr-

fermenta

cido Levedura

Leite de levedura

Dorna Volante

Vinho de levedura

Vinho Colunas de Destilao

lcool Anidro

Resduos

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C6H12O6 zimase 2C2H5OH + 2CO2 (Equao 2) Monossacardeo Etanol

Essa via recebe o nome de gliclise ou via de Embden-Meyerhof, onde a glicose catabolisada a piruvato. O cido pirvico formado descarboxilado a acetaldedo e dixido de carbono. Essa etapa da reao um processo irreversvel que exige a presena da enzima carboxilase, da coenzima difosfato de tiamina e de ons magnsio. O acetaldedo ento reduzido a etanol atravs da ao da enzima desidrogenase alcolica (Figura 5) (LEHNINGER et al., 2006).

Figura 5 Formao de etanol a partir de piruvato (LEHNINGER et al., 2006).

Alm da glicose, existe a possibilidade de as leveduras consumirem outros acares, tais como galactose e manose (CROCOMO, 1967). Os microrganismos tambm podem consumir acares para o crescimento celular e produo de biomassa, resultando em metablitos secundrios oriundos de outras vias metablicas. Os acares consumidos pelas vias metablicas so destinados em quase sua totalidade (algo em torno de 95%) para a produo de etanol e CO2, ao passo que os 5% restantes so desviados para a formao de glicerol, cidos orgnicos (como cido succnico, actico e pirvico), alcois superiores, acetaldedo, acetona, butilenoglicol, entre outros (LIMA et al., 2001).

Ao trmino da fermentao na dorna, obtm-se o vinho levedurado, o qual segue para uma centrfuga. Nela, separa-se o leite de levedura do vinho delevedurado. O primeiro retorna para o tanque de pr-fermentao, onde diludo com gua e tratado com cido sulfrico, a fim de se recuperar a levedura que ser utilizada no prximo ciclo de fermentao. J o vinho delevedurado fica armazenado na dorna volante (SHREVE, 1980; CASTRO, 2013).

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Para obter-se o etanol, o vinho passa por diversas destilaes especficas, como mostra o fluxograma da Figura 6.

Figura 6 Fluxograma simplificado dos processos de destilao para obteno de etanol anidro. (Fonte: adaptado de CASTRO, 2013).

A primeira operao a depurao do vinho que elimina parcialmente as impurezas, como aldedos e steres. Essa operao realizada na coluna de destilao depuradora, resultando no vinho depurado e uma frao denominada lcool de segunda, bruto ou de cabea. O lcool de segunda consiste numa mistura hidroalcolica impura, cujo teor alcolico varia de 92 a 94 GL porcentagem de lcool em volume (CASTRO, 2013; ALCARDE; CALTAROSSO, 2008).

O vinho depurado submetido a uma segunda operao de destilao, em uma coluna de destilao propriamente dita. Dessa operao resultam duas fraes: o flegma (produto principal do processo), que consiste numa mistura hidroalcolica impura, com graduao alcolica de 45 a 50 GL; e a vinhaa, vinhoto ou restilo, que consiste num resduo aquoso, contendo substncias no volteis (fixas) do vinho e parte das volteis (CASTRO, 2013; ALCARDE).

Coluna de Depurao

Vinho Vinho depurado

lcool de segunda

Coluna de Destilao

Flegma

Vinhaa

Coluna de Retificao

Flegmaa leo Fsel

lcool de segunda

lcool retificado (96 a 97 GL)

Coluna de

Desidratao

Peneira

Molecular

gua lcool anidro (99,5 a 99,8GL)

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Feito isso, o flegma segue para a operao de retificao, passando por uma operao complexa de purificao e concentrao, efetuada em uma coluna retificadora constituda de duas zonas: esgotamento e concentrao. Esta operao tem como produto principal o lcool retificado, que consiste numa mistura hidroalcolica de elevada pureza, com graduao alcolica de 96 a 97 GL. Este produto, conhecido como lcool hidratado o etanol comum vendido como combustvel. Alm dele, obtm-se a flegmaa, resduo aquoso da retificao do flegma (isento de lcool); leo fsel, mistura concentrada das impurezas do flegma e o lcool de segunda (CASTRO, 2013; ALCARDE).

A fim de se obter o lcool anidro, usado como aditivo na gasolina, com graduao o lcool retificado pode ser conduzido coluna de

desidratao ou peneira molecular. A primeira possui ciclohexano como substncia desidratante, sendo este componente recuperado e reconduzido para o processo. A peneira molecular possui um composto de carter hidroflico que garante a adsoro/ remoo da gua presente no lcool retificado (CASTRO, 2013; ALCARDE).

5. Tipos de etanol combustvel

O etanol pode ser usado como combustvel de veculos em trs maneiras: etanol comum, etanol aditivado e etanol misturado gasolina. O etanol comum o lcool hidratado, mistura de lcool e gua que precisa ter de 95 a 96 de graduao alcolica. O etanol aditivado o lcool hidratado com aditivos que proporcionam melhor rendimento (menos quilmetros rodados por litro) e um desgaste menor do motor. J o etanol misturado gasolina lcool anidro, com graduao alcolica de no mnimo 99,6 praticamente puro. Ele adicionado gasolina para baratear o combustvel, aumentar sua octanagem e reduzir a emisso de poluentes. O etanol anidro ainda utilizado na fabricao de tintas, vernizes, solventes, bebidas destiladas, entre outros produtos (MARCONDES; SILVA, 2014).

O etanol hidratado usado como combustvel somente no Brasil e, para ser vendido, precisa cumprir uma srie de pr-requisitos, chamados de especificaes, estabelecidos pela Agncia Nacional de Petrleo (ANP). Entre as especificaes, consta que ele precisa ser lmpido, transparente, isento de impurezas, com graduao alcolica entre 95,1 e 96 , pH neutro, e com uma tolerncia extremamente pequena de minerais e metais como ferro, sdio e cobre. Agentes comerciais que descumpram esses quesitos podem sofrer sanes administrativas ou pecunirias (multa). Alm de combustvel, o etanol hidratado tambm est presente em cosmticos, produtos de limpeza, antisspticos, vinho, cerveja e outros lquidos, em graduaes alcolicas que variam de produto a produto (MARCONDES; SILVA, 2014).

6. Brasil e a indstria alcooleira: aspectos gerais

A ecloso da crise energtica mundial por elevaes dos preos de fontes energticas fsseis e o desenvolvimento em paralelo de fontes alternativas de energia no Brasil transformaram o etanol como uma das principais alternativas energticas mundiais.

A partir de 2003 as indstrias automotivas disponibilizaram veculos com motores de tecnologia flex, que permite a utilizao de gasolina, lcool ou uma mistura

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dos dois combustveis. A novidade conquistou rapidamente o consumidor e a expectativa de consumo do lcool se ampliou mais. Entretanto, a recente reestabilizao do setor alcooleiro se diferencia da ocorrida na dcada de 1970, j que neste momento no o Estado quem est comandando essa recolocao no mercado, mas sim as empresas privadas que esto apostando um papel cada vez mais importante para o lcool combustvel, no Brasil e no mundo.

7. Produo brasileira

O Brasil uma referncia na produo mundial de etanol, o que lhe confere o segundo lugar no ranking de pases produtores perdendo apenas para os Estados Unidos.

O Brasil possui um enorme potencial de produo agrcola, seja para o cultivo da

cana-de-acar seja para o cultivo de outras culturas. Mesmo sendo o maior produtor

mundial de etanol da cana-de-acar, e segundo maior de lcool, perdendo para os

Estados Unidos, as terras cultivveis no Brasil destinadas ao produto representam

apenas 1% de toda rea agricultvel. Com o dobro dessa rea, o pas poderia abastecer

toda a sua frota de veculos leves com o etanol. O Grfico 1 mostra claramente o

potencial do Pas frente a outras economias como China e EUA.

Entre as matrias-primas renovveis a cana-de-acar possui a maior

produtividade por hectare para o etanol. O Brasil, principal produtor mundial de cana-

de-acar, possui clima, solo e topografia favorveis, dando-lhe vantagens competitivas

comparativamente a outros pases. Alm disso, a produtividade da cana-de-acar no

Brasil tem aumentado significativamente nos ltimos 30 anos devidos, principalmente,

a novas variedades e novas formas de manejo no plantio e colheita. Ademais, o Brasil

possui o menor custo mundial de produo de etanol.

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Em relao ao etanol dos Estados Unidos, que provm do milho, o

biocombustvel brasileiro leva vantagem devido produtividade da cana-de-acar. Em

uma mesma rea, a cana-de-acar brasileira produz mais etanol que o milho.

8. O etanol no Brasil

A principal regio produtora de etanol do pas a regio Centro-Sul, responsvel

por praticamente 93% da produo nacional, seguida pela regio Norte-Nordeste. A

tabela 1 apresenta os dados referente produo de etanol no Brasil segundo as

principais regies produtoras.

Tabela 1 - Produo Brasileira de Etanol

O estado de So Paulo o maior produtor de etanol do pas, se destacando

principalmente pelas condies de solo, topografia e tecnologia de produo. O estado

responsvel por praticamente 52% de todo o lcool produzido no pas.

Tabela 2 Produo de etanol por estado (Safra 13/14) Fonte: (MAPA/CGAE/DCAA)

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O comportamento produtivo do etanol no Brasil nos ltimos anos pode ser

observado no grfico 2.

Grfico 2: Produo brasileira de etanol: anidro e hidratado - 2000/2001

2012/2013. Fonte de dados: MAPA

Observa-se que a produo de etanol anidro superava o etanol hidratado at

2005/2006. A partir de 2003/2004 inicia-se a ascenso do lcool hidratado. O lcool

anidro, com 99,5% de pureza, ento adicionado gasolina. O lcool hidratado passa a

ser comercializado nos postos de abastecimento brasileiros contendo 96% de pureza.

Em 2003 foi introduzido no mercado brasileiro o veculo que pode utilizar como

combustvel, a gasolina ou o etanol ou a mistura dos dois produtos automveis flex-

fuel. Assim, quando os preos do etanol se tornam atraentes esse tipo de veculo

tambm se torna interessante.

O declnio registrado a partir do ano-safra 2011/12 est ligado queda na

produo de etanol hidratado em 2011/12 e 2012/13. Esse comportamento reflete os

preos competitivos da gasolina em relao ao etanol. O preo convidativo da gasolina

um dos fatores de queda na oferta de lcool hidratado, ressaltando que h vantagem

em se utilizar o etanol somente quando seu preo estiver at 70% do preo da gasolina.

Atualmente, aproximadamente 85% da produo mundial de etanol consumida como

combustvel em veculos flex ou como adio gasolina.

9. Usinas e destilarias no Brasil

Existem no Brasil 401 unidades produtoras cadastradas no Ministrio da

Agricultura, Pecuria e Abastecimento, em 2012. Verifica-se reduo de 19 unidades

entre 2009 e 2012 (Tabela 3).

17

Tabela 3 - Usinas e destilarias cadastradas no Brasil, por Unidade da Federao 2012. Fonte: (MAPA; USINAS).

Apenas os estados de Gois, Mato Grosso do Sul, Bahia e Minas Gerais

aumentaram o nmero de usinas no perodo considerado. Entretanto, o estado de So

Paulo continua a abrigar o maior nmero de usinas, embora tenha ocorrido reduo de

quatro unidades. Contudo, ainda concentra 48% das usinas nos dois anos selecionados.

Com relao distribuio regional, observa-se que a queda na quantidade de

usinas ocorreu com maior intensidade no Sudeste em benefcio da regio Centro-Oeste

(Grfico 3).

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Grfico 3: Usinas e destilarias cadastradas no Brasil 2009 e 2012: Distribuio

% por regio. Fonte de dados: (MAPA)

Em 2009, a regio Sudeste concentrou 60% das usinas brasileiras contra 56% em

2012, enquanto a regio Centro-Oeste aumentou sua participao de 13% para 16% e o

Nordeste de 18% para 19%, nos mesmos anos, respectivamente. As demais regies no

alteraram suas participaes.

10. Mercado: histrico recente

Aps o ano 2000, o Brasil apresentou trajetria crescente de sua quantidade

exportada de etanol e j no ano de 2002 passou a ser o maior exportador mundial desse

produto. Alm disso, no perodo de 2006 a 2008, as exportaes brasileiras de etanol

representaram, em mdia, mais de 1% das exportaes totais do pas e valor superior a

36% das exportaes mundiais do produto, revelando a grande importncia do etanol

na pauta de exportao brasileira.

Vale ressaltar, que a partir de 2003 o crescimento da demanda por etanol foi

intensificado pela grande aceitao do consumidor em relao aos veculos flex-fuel.

Essa tecnologia resgatou a confiana no carro movido a lcool ao oferecer ao

consumidor a opo de escolha pelo combustvel.

Outra modificao na estrutura e na dinmica do setor, na ltima dcada, foi

decorrente do maior interesse de outros pases (a exemplo dos EUA, Japo, China, ndia,

Tailndia e Unio Europeia) no etanol brasileiro. Motivados principalmente pelas

questes ambientais relativas ao aquecimento global, sendo uma delas o cumprimento

dos compromissos definidos pelo Protocolo de Kyoto5 e pela insegurana do

suprimento de combustveis fsseis (diante do crescimento do preo do petrleo), esses

pases tm aumentado a importao do produto para mistur-lo gasolina. Assim, a

exportao de etanol, que no incio da dcada de 1990 perodo de reestruturao por

causa da desregulamentao do setor era praticamente zero, em 2008 foi de 5,1

bilhes de litros.

Adicionalmente, deve-se destacar que o mercado internacional de etanol

bastante voltil, pois fortemente influenciado pelo dinamismo da economia mundial,

19

pela taxa de cmbio, pelas barreiras tarifrias nos mercados importadores e pelos

preos do petrleo. Logo, um cenrio de perspectiva de aumento da demanda mundial

de etanol pode tanto receber grande impulso, caso esses fatores sejam favorveis a essa

elevao, quanto sofrer desaquecimento, caso acontea o contrrio.

Exemplo da influncia do preo do petrleo no mercado de etanol foi a reao

do setor alcooleiro do Brasil no ano de 2008, quando o aumento do barril do petrleo

para alm dos US$ 100 durante parte do ano foi determinante para a forte expanso

nas exportaes brasileiras de etanol no mesmo perodo. Segundo dados da Unio da

Indstria de Cana-de-Acar (UNICA), o total exportado cresceu 45% e passou de 3,5

bilhes de litros em 2007 para 5,1 bilhes em 2008, tendo gerado receita tambm

recorde de US$ 2,39 bilhes, 62% superior de 2007.

Entretanto, essa forte expanso das exportaes brasileiras de etanol at 2008

foi interrompida pela crise financeira que atingiu o mundo a partir de outubro do mesmo

ano. Depois do estopim dessa crise, houve grande restrio do crdito internacional, dos

financiamentos e dos investimentos nos variados setores da economia. Esse foi o caso

do setor sucroalcooleiro brasileiro que, alm dos problemas climticos do perodo e da

falta de polticas pblicas para o referido setor, passou a presenciar o endividamento

das usinas e o aumento dos custos de produo do etanol, o que resultou na queda das

exportaes nacionais desse produto.

De acordo com dados da Unica, as exportaes brasileiras de etanol caram para

3,3 bilhes de litros em 2009 e para 1,9 bilho de litros em 2010, correspondendo a uma

queda, relativamente s exportaes nacionais de etanol de 2008, de 35,30% e 62,75%,

respectivamente.

11. Etanol e a crise atual

Com o pas sem etanol suficiente para exportar e, no mbito domstico, carros

flex sendo abastecidos sempre com gasolina, por custar menos que o etanol, o setor

alcooleiro encontra dificuldades em alavancar a produo.

A falta de planejamento do governo uma das principais causas para a crise do

etanol. A indstria j est no pas h mais de 40 anos e, mesmo assim, no h uma

poltica consolidada que impulsione o setor. As medidas tomadas pelo governo so

espordicas, e no resolvem o problema pela raiz.

Outro fator que contribui para a situao atual do etanol a perda de sua

competitividade frente gasolina, que foi beneficiada pela poltica de preos

administrados. O congelamento por longos perodos do preo da gasolina imps perdas

severas ao setor sucroalcooleiro, uma vez que o lcool s competitivo se seu preo

no exceder 70% ao da gasolina. Com isso, o congelamento de um, o da gasolina,

obviamente implica tambm o do outro, o do lcool.

Porm, o setor de combustveis fsseis teve compensaes para as perdas que

teve com o congelamento pois foi subsidiado pelo governo, com a reduo para zero da

alquota do tributo que incide sobre a gasolina (a Cide - Contribuies de Interveno no

20

Domnio Econmico). J o setor sucroalcooleiro, cujos custos de produo aumentaram

enquanto o preo do etanol estava congelado, teve perdas.

Nos ltimos cinco anos os custos de produo da cana-de-acar aumentaram.

O preo final do etanol no acompanhou os gastos com insumos e mecanizao da

colheita.

Questes climticas tambm influem para o cenrio atual. O longo perodo de

seca e poucas chuvas enfrentado este ano pode prejudicar a safra seguinte. Essas

intempries acabam contribuindo para o aumento do custo do etanol. Um impacto que

muitas vezes no repassado para o preo, devido a sua j desvantajosa posio. Mas

acaba aprofundando o endividamento do setor e reduzindo sua capacidade de

produo.

12. BENEFCIOS DO LCOOL/ETANOL

O uso do etanol como combustvel traz grandes vantagens em diferentes

aspectos. Entre as suas grandes qualidades, est o fato de ser renovvel, limpo e

autossustentvel.

Reduo de Poluentes

O uso do etanol como combustvel reduz em mdia 89% a emisso de gases

responsveis pelo efeito estufa (IEA Agncia Internacional de Energia) quando

comparado com a gasolina. O fato de ser extrado da cana-de-acar, a emisso de gs

CO na atmosfera bem menor que a da gasolina , j que a prpria cana realiza

fotossntese acarretando na absoro de quase todo CO lanado pela queima do etanol.

Sustentabilidade

Estima-se que em meados desse sculo estaro extintas todas as fontes de

petrleo j descobertas. Mesmo que surjam novas fontes, fato que um dia o petrleo

acabar, e consequentemente no existir combustveis como gasolina e diesel. Com o

etanol, entretanto, no h limite de tempo para sua existncia. Sendo utilizado pela

humanidade h milhares de anos antes de Cristo, bastam apenas terras agricultveis

para que se plante a cana-de-acar e outros insumos capazes de produzir o lcool.

Bioeletricidade

Um outro grande benefcio do etanol que sua produo tambm gera outras

fontes de energia. O bagao e a palha, substratos da cana-de-acar com enorme poder

de calorfico, produzem vapor que transformado em energia trmica, mecnica e

eltrica, chamada de bioeletricidade devido a sua matria prima ser produtos orgnicos.

A eletricidade utilizada para abastecer a prpria usina (que chegam a quase 100% de

auto sustentabilidade) e seu excedente pode ser vendido ao sistema eltrico brasileiro.

Economia Brasileira

21

O Brasil, alm de possuir caractersticas agrcolas extremamente favorveis para

a cultura do etanol, ser o maior produtor mundial de etanol da cana-de-acar e de

lcool, um pas que tem mais de 30 anos de experincia na produo do lcool (Pr-

lcool em meados da dcada de 70). Isso faz a nao ter a melhor tecnologia de

produo do combustvel, que tem na cana-de-acar a melhor matria prima entre

todos os vegetais. O Brasil o nico pas do mundo em que a utilizao do lcool supera

a da gasolina. Com o uso cada vez maior do lcool anidro ao redor do mundo, o Brasil

pode cada vez mais melhorar sua economia com a exportao do produto.

A atividade canavieira tem sido responsvel pela sustentao financeira de

inmeras cidades brasileiras, principalmente as do interior paulista. Alm disso, um fato

de natureza ambiental, porm com reflexos impactantes na economia, que o uso do

etanol em grandes cidades reduz os gastos pblicos de sade com problemas associados

poluio do ar, como doenas respiratrias e alrgicas (BIODIESELBR, 2006a).

Diante de um cenrio to favorvel, a ILA acredita que o setor sucroalcooleiro

bastante promissor e portanto conclumos com grandes perspectivas/expectativas

futuras da Industria Alcooleira.

13. Perspectivas/Expectativas

Mais de trinta anos depois do incio do Prolcool, o Brasil vive agora uma nova

expanso dos canaviais, com o objetivo de oferecer, em grande escala, o combustvel

alternativo. O plantio avana alm das reas tradicionais, do interior paulista e do

Nordeste, e espalha-se pelos cerrados. A nova escalada no um movimento

22

comandado pelo governo, como a ocorrida no final da dcada de 70, quando o Brasil

encontrou no lcool a soluo para enfrentar o aumento abrupto dos preos do petrleo

que importava. A corrida para ampliar unidades e construir novas usinas movida por

decises da iniciativa privada, convicta de que o lcool ter, a partir de agora, um papel

cada vez mais importante como combustvel, no Brasil e no mundo.

A tecnologia dos motores flex fuel veio dar novo flego ao consumo interno de

lcool. O carro que pode ser movido a gasolina, lcool ou uma mistura dos dois

combustveis foi introduzido no Pas em maro de 2003 e conquistou rapidamente o

consumidor. Hoje, a opo j oferecida para quase todos os modelos das indstrias, e

os automveis bicombustveis ultrapassaram pela primeira vez os movidos a gasolina,

na corrida do mercado interno. Diante do nvel elevado das cotaes de petrleo no

mercado internacional, o mundo tem buscado novas alternativas energticas. A

expectativa da indstria que essa participao se amplie ainda mais. Com apenas dois

anos de existncia, essa nova tecnologia representa 50% das vendas de veculos novos

em 2005, com uma participao superior a 60% nas vendas do segundo semestre

(BIOSIESELBR, 2006b).

O mercado internacional do etanol combustvel ainda incipiente e enfrenta

dificuldades como segurana no fornecimento, falta de infraestrutura e barreiras

polticas e comerciais em algumas regies; porm, o rpido aumento na demanda de

gasolina e as oscilaes do preo do petrleo esto ajudando a incrementar o fluxo do

comrcio internacional deste combustvel renovvel.

O consumo mundial de gasolina foi de 1,22 trilho de litros em 2006 (IEA, 2009),

e estima-se que em 2025 dever ser de 1,70 trilho de litros. Em um estudo do Centro

de Gesto e Estudos Estratgicos da Unicamp (CGEE), foram examinadas as condies

necessrias para que o Brasil atenda demanda mundial de etanol de cana-de-acar,

para substituir 10% do consumo global de gasolina em 2025, o que corresponderia a

uma produo de 205 bilhes de litros de bioetanol ao ano e requereria uma rea

23

adicional de 25 Mha para cultivo da cana, rea pouco superior ocupada com soja

atualmente (20,6 Mha em 2007) e equivalente a pouco mais de 10% da atualmente

destinada a pastagens.

Diante de tantos fatores favorveis j citados acima, possvel conceber uma

expanso significativa da produo de bioetanol no Brasil como uma oportunidade de

desenvolvimento socioeconmico nacional com impactos particularmente favorveis

nas reas rurais. A avaliao efetuada neste estudo permitiu identificar uma

disponibilidade de terras frteis, desimpedidas do ponto de vista legal e ecolgico, com

declividade e intensidades pluviomtricas adequadas para a cultura canavieira

mecanizada, de aproximadamente 90 Mha, sem invadir reas destinadas ao cultivo de

alimentos. Naturalmente que essas consideraes servem apenas para aquilatar as

potencialidades extremas dessa opo desenvolvimentista. Assim, o cenrio analisado

neste estudo, de substituir 10% da gasolina do mundo por etanol de cana-de-acar

produzido no Brasil, que demandaria uma rea plantada de 25 Mha, perfeitamente

realista do ponto de vista de nossa capacidade produtiva, muitas vezes superior

necessria para atender a tal cenrio.

A melhor maneira de prever o futuro invent-lo.

Alan Kaye.

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