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SEMINÁRIO: “A FLEXILIBIZAÇÃO DE USINAS PARA OPERAÇÕES
COM CANA E MILHO”
A USIMAT
• Localização: Município de Campos de Júlio - MT
• Destilaria Autônoma inicialmente p/ processar cana-de-açúcar e produzir etanol
anidro e hidratado;
• A partir de 2011/2012, incorpora a planta de milho para produzir etanol. u
Esmagou 15.000 ton de milho e produziu 5.400 m³ de etanol;
• Safra 2012/2013 esmagou 31.000 ton milho e produziu 11.315 m³ de etanol;
• Safra 2013/2014 esmagou 66.000 ton cereais e produziu 24.650 m³ de etanol;
• Safra 2014/2015: Previsão de esmagar 110.000 ton de cereais* e produzir
42.000 m³ de etanol:
* Cereais: milho e sorgo
A USINA FLEX
Recebeu este sugestivo nome porque pode produzir o etanol, processando a cana-de-
açúcar e o milho na mesma planta.
Vantagens do Milho:
a) Pode ser armazenado por longos períodos: 2 a 3 anos ou até mais.
b) Matéria prima cuja qualidade oscila pouco e praticamente isento de impurezas – o
parâmetro mais importante é o teor de amido.
c) Tem alto rendimento – enquanto uma ton de cana produz 70 a 85 litros de etanol
hidratado, uma ton de milho pode produzir 370 a 410 litros deste mesmo álcool.
d) Fácil de manusear – não necessita grandes instalações para movimentar o milho.
e) Não gera subproduto, a não ser a vinhaça do processo de destilação – tudo do milho
é aproveitado. Além do etanol, produz a ração de alto valor proteico e óleo que
depois de refinado é utilizado para consumo humano.
f) Pode utilizar na planta, milho de baixa qualidade, muitas vezes refugado pelos
grandes compradores.
g) Processo industrial relativamente simples, mais fácil de ser conduzido e menos exigente que o da cana. Os mesmos operadores que operam a planta de cana, operam a planta de milho e com mais facilidade.
Desvantagens:
• O milho não gera biomassa para produzir a energia necessária ao seu processamento. Em uma planta flex, bem projetada, esta desvantagem não existe.
• Oscilação de preços no mercado.
Produtos do Milho:
• Etanol: milho com 70% de amido produz 370 a 400 litros de etanol hidratado/ton de milho. Dependendo do rendimento e qualidade do milho, pode chegar a 410 L de EH/ton de milho.
• Óleo – 20 a 25 kg/t de milho. Este óleo, para consumo humano, precisa ser refinado.
• Ração Seca (DDGS) - 200 a 250 kg /t milho, com 10 a 12% de umidade e teor de proteína de 34 a 36%.
Bens Físicos necessários para a produção de etanol de milho em sistema
integrado a uma usina de cana-de-açúcar:
• Recepção de grãos e armazenamento (silos, moega, tombadores, redler
e elevadores);
• Moinhos de martelos;
• Elevadores de canecas;
• Peneira Rotativa para pré-limpeza de grãos;
• Peneira Vibratória para pré-limpeza da farinha;
• Tanques de mistura e cozimento;
• Bombas, Redutores e Agitadores;
• Trocadores de Calor de canal largo;
• Dornas de Fermentação;*
• Tridecanter’s (centrífugas);
• Flotador;
• Secador e Resfriador do DDGS;
• Sistema Elétrico e Automação;
• Interligações (tubulações, válvulas, etc.);
• Obras civis (bases, canaletas, pisos, etc.).
* É preciso modificações e ampliação da fermentação existente.
VIABILIDADE DA PRODUÇÃO DE ETANOL DE
CEREAIS (MILHO/SORGO) EM ALTA ESCALA NO BRASIL:
Viabilidade vai depender principalmente do custo da matéria prima e dos preços de venda dos produtos obtidos.
Outros fatores tornam a fabricação de álcool de milho em plantas flex, altamente viável:
a) Regiões promissoras: centro oeste, sudeste (parte de Minas Gerais) e sul (norte do Paraná e região oeste de São Paulo);
b) Disponibilidade de Matéria Prima atual, com potencial significativo para aumento futuro;
c) Janelas para plantio do Sorgo, sem afetar a produção de Milho.
d) Potencial de Pecuária, Suinocultura e outros, para o consumo do DDGS;
e) Facilidade de integração da Planta de Milho com a de Cana-de-Açúcar;
f) Custo de fabricação do etanol do milho altamente competitivo, quando comparado com o de cana.
Moagem, Cozimento e Produção do Etanol
RECEPÇÃO DE CEREAIS PRÉ LIMPEZA MOAGEM
PENEIRA
VIBRATÓRIA
MISTURA E
LIQUEFAÇÃO COZIMENTO
PRÉ-FERMENTAÇÃO E
FERMENTAÇÃO DESTILAÇÃO
ETANOL
VINHAÇA
Tratamento da Vinhaça
SECAGEM DO
DDGS
FLOTAÇÃO DA
ÁGUA RESIDUAL
TRIDECANTER
DDGS/ÓLEO/ÁGUA
ARMAZENAGEM
DO ÓLEO
BOMBEAMENTO DA
VINHAÇA
CENTRIFUGAÇÃO
ARMAZENAMENTO
DO DDGS
Considerando-se a planta da Usimat Flex como base, teremos a seguinte capacidade de produção na entressafra da cana esmagando o milho: • Capacidade da planta............................................... 600 ton/d;
• Com a sobra de bagaço existente atual:
Dias de operação....................................................... 150 dias
Moagem de milho no período.................................... 90.000 ton
Capacidade de produção de Etanol Hidratado ........... 34.200.000 L
Rendimento Industrial................................................ 380,0 L/ton
PRODUTOS SECUNDARIOS DA MOAGEM DO MILHO: • DDGS(farelo de milho seco c/ 35% proteína)... 18.000 ton • ÓLEO DE MILHO............................................. 1.800 ton FATURAMENTO BRUTO DA PLANTA NA ENTRESSAFRA: • ETANOL...............................................R$ 51.300.000,00 • DDGS...................................................R$ 8.100.000,00 • ÓLEO....................................................R$ 4.500.000,00 __________________________________________________ TOTAL..................................................R$ 63.900.000,00
• Terraplenagem.............................................................. R$ 200.000,00
• Recepção e Armazenagem de grãos............................... R$ 2.250.000,00
• Moinhos........................................................................ R$ 600.000,00
• Elevadores de canecas.................................................. R$ 300.000,00
• Cozedores.................................................................... R$ 700.000,00
• Trocadores de calor...................................................... R$ 3.000.000,00
• Prédios......................................................................... R$ 1.500.000,00
• Tridecanters................................................................. R$ 4.500.000,00
• Flotador........................................................................ R$ 1.200.000,00
• Secador de DDGS (Farelo de Milho)................................. R$ 3.500.000,00
• Instalações Elétricas........................................................ R$ 2.000.000,00
• Automação Industrial..................................................... R$ 700.000,00
• Equipamentos para Laboratório..................................... R$ 300.000,00
• Bombas, Redutores, Agitadores..................................... R$ 800.000,00
• Interligações (Tubulações, válvulas,...)........................... R$ 4.000.000,00
• Obras Civis ( Pisos, Canaletas, Bases, ...)....................... R$ 1.500.000,00
• Eventuais...................................................................... R$ 700.000,00
TOTAL ...................................................................... R$ 27.750.000,00
• Previsão de custo para conclusão final da obra (término de pisos, estradas, canaletas, urbanização):
VALOR ................................................................. R$ 2.000.000,00
Ação Finalidade
Uso do caldo pobre da cana na
diluição da farinha de milho
Menor utilização de água e melhoria do balanço térmico
Redução do tempo de propagação e
fermentação
• Melhor utilização dos equipamentos
• Melhora da eficiência do processo
fermentativo
Sangria do fermento do processo de
fermentação da cana
Redução da aquisição de fermento seco
economia em insumos
Melhoria ao destino final dos
efluentes
Melhor utilização dos efluentes
no processo de fertirrigação
Objetivos Futuros da USIMAT
Produtos Custo – R$/litro
Matéria Prima (Milho) 0,6698
Produtos químicos: enzimas, fermento, antibióticos e
nutrientes 0,0700
Combustível: lenha, cavaco de lenha 0,1500
Energia Elétrica e Vapor 0,0500
Pá carregadeira – movimentação bagaço 0,0240
Salários 0,0400
Combustível (bagaço de cana) 0,0460
Total Geral 1,0498
Planilha de custo de produção de etanol de milho na USIMAT FLEX
RESUMO: CUSTO DE FABRICAÇÃO DO LITRO DE ETANOL COM O DDGS
CUSTO DO LITRO..............................................R$ + 1,0498
RECEITA DO DDGS............................................R$ - 0,2368
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CUSTO FINAL DO LITRO....................................R$ 0,8130*
* Para este cálculo, foi considerado o preço do milho a R$ 15,00 a
saca ou R$ 250,00 a ton e o DDGS a R$ 450,00 a ton.
Nota: Não se considerou a receita com o óleo.
Planilha do ganho de produção de etanol e do aumento do faturamento bruto com a entrada da fábrica de Etanol de Cereais na USIMAT FLEX
SAFRA 2013/2014 SAFRA 2014/2015 AUMENTO DA RECEITA BRUTA
PRODUÇÃO DE ETANOL PRODUÇÃO DE ETANOL SAFRA 2013/14 - SAFRA 2014/15
CANA CEREAIS TOTAL GANHO CANA CEREAIS TOTAL GANHO RECEITA
61.573 m³ 24.632 m³ 86.205 m³ 40,00% 68.000 m³ 38.000 m³ 106.000 m³ 55,88% 48,45% 66,17%
Parâmetros de Processo Resultados Unidade
Dias de Safra 102
Milho + Sorgo Moído 51.974.952 ton
Etanol em Processo 99.000 l litros
Etanol Hidratado Produzido 19.381.000 litros
Tempo Aproveitado de Moagem 80,0% %
Sólidos na Mistura 25,16 %
Concentração da Mistura 15,90 Brix
pH da Mistura 5,91 pH
Temperatura de Cozimento 82,0 ºC
Amido (Milho + Sorgo) 62,22 %
Umidade (Milho + Sorgo) 12,48 %
pH do Mosto 5,04 pH
Glicose no Vinho 0,32 %
Álcool no Vinho 9,07 %
Acidez do Vinho 3,10
Proteína no DDGS 34,10 %
Umidade do DDGS 12,70 %
Rendimento Industrial (Milho + Sorgo) 374,79 Litros/ton
Dados da Safra de Etanol de Cereais – 2013/2014
Palha da Cana viabiliza:
a. Etanol de cereais em Usinas de Açúcar, produzindo o ano todo, somente com a biomassa (bagaço + palha); b. Etanol de cereais nas destilarias autônomas, produzindo o ano todo, somente com a biomassa (bagaço + palha); c. Cogeração de energia em quantidades consideráveis. Necessita, normalmente grandes investimentos: caldeira de alta pressão e turbo gerador de grande capacidade. Interessante para Usinas e Destilarias que vão ampliar a capacidade. Não necessita turbinas de condensação; d. Plantas novas que forem projetadas nas regiões onde existe potencial de produção de milho e sorgo, deve considerar em seu dimensionamento e lay out, mais esta excelente opção.
Recepção de Grãos
Biomassa – Bagaço de Cana
Silo para Grãos
Matéria Prima - Milho
Moinho de Martelos
Moinho de Martelos
Tanques de Mistura e Cozimento
Tanques de Mistura e Cozimento
Dorna em Fermentação
Dorna Fermentada – Detalhe Óleo de Milho
Trocadores de Calor para Mosto e Fermentação
Dornas de Fermentação
Pré-Fermentadores
Colunas de Destilação
Separadores Tridecanters
Separadores Tridecanters
Flotador
Secador de DDGS
Farelo de Milho Destilado Seco - DDGS
Fornalha do Secador – Queima de Cavaco de Madeira
Produto e Subprodutos do Processamento de Milho e Sorgo
Torres de Resfriamento
Quero deixar registrado o nosso agradecimento aos patrocinadores
deste evento, à Diretoria da USIMAT na pessoa do Sr. Sergio Barbieri que
acreditou em mim para desenvolver o projeto, às empresas Novozymes,
Imbil, Centerval e outros parceiros e em especial ao nosso DEUS pela
proteção de todos os dias de minha vida e da minha família.
OBRIGADO.
VITAL SILVA NOGUEIRA
USIMAT FLEX
23/09/2014