Tecnologia da fabricação do álcool e açúcar

Tecnologia da fabricação do álcool e açúcar

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TECNOLOGIA DA FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL E AÇÚCAR

ALEXANDRE FARIA SILVA

QUÍMICA – 3º PERÍODO

NOTURNO – IFTM

ITUIUTABA – MG

JUNHO – JULHO DE 2011

  • CANA-DE-AÇÚCAR

  • Caldo eBiomassa

      • Carboidrato → Álcool Só açúcar: 120 Kg.

(sacarose) Açúcar Açúcar e Álcool: (50%/50%) {67 Kg açúcar e 42 L de Álcool}.

ETANOL: 85 a 91 Litros.

        • Bagaço → Energia (Bioeletricidade)

Álcool – 1000 Kg de bagaço → 109 L de Álcool1.

        • 1 Tonelada de cana → gera aproximadamente 280 Kg de bagaço.

        • Vinhaça: 1 L de Álcool – Gera 13 litros de Vinhaça.

        • Plástico2 Biodegradável: PHB (Polihidroxbutiratos) – 4 Kg de Açúcar e produz plástico.

        • Meio Ambiente: Cana utilizada para produzir 1000 L de Álcool sequestra 2,6 Toneladas de CO2 na atmosfera (FOTOSSÍNTESE).

        • Palha: Energia e Álcool.

  • AQUECIMENTO GLOBAL

Para cada 3,8 litros de gasolina que um automóvel queima, são liberados 10 Kg de CO2 na atmosfera.

  • EQUAÇÃO DA FOTOSSÍNTESE

CO2 + H2O + LUZ SOLAR → C6H12O6 (Glicose ou frutose) + O2

TERMINOLOGIA UTILIZADA NA PRODUÇÃO DE ÁLCOOL E AÇÚCAR

  • º Brix: % de sólidos solúveis (inclusive a sacarose).

  • Pol (Polarização): % de sacarose contida em uma solução açucarada. É a medida por polarimetria e se dá através da propriedade que a sacarose tem de desviar a luz polarizada para a direita.

  • Fibra: Matéria seca solúvel em água.

  • Grau Gay-Lussac (º GL): É a % em volume de álcool presente em sua mistura hidroalcoólica.

  • Pureza: Pol/ º Brix.

  • Raízes de Perfilho: responsável pela sustentação da planta.

  • Raízes de Tolete: responsável pela absorção de água e nutrientes.

  • CORTE DA CANA

  • Corte Manual

  • Vantagens

  • Melhor aproveitamento;

  • Mais geração de emprego;

  • Desvantagens

  • Tempo maior para corte;

  • Prejuízo ambiental / liberação de CO23;

  • Condições de insalubridade ao trabalhador;

  • Maior gasto com a colheita;

  • Maior contaminação;

  • Poluição do ar / ↓ Saúde;

  • Morte de animais;

  • Eliminação de matéria orgânica da camada superficial do solo;

  • Dificuldade de respiração.

  • Corte Mecanizado

  • Vantagens

  • Maior rendimento operacional na colheita;

  • Menos gastos com a colheita;

  • Cana com menor teor de impurezas;

  • Menor poluição;

  • Maior conservação do solo.

  • Desvantagens

  • Redução na geração de empregos;

  • Menor aproveitamento da cana.

ETAPAS DE PRODUÇÃO

  • Plantio manual e mecanizado;

  • Colheita manual e mecanizada;

  • Transporte;

      • Recebimento;

OBJETIVOS DESTAS ETAPAS

  • Pagamento da matéria-prima recebida;

  • Cálculo do rendimento industrial;

  • Cálculo do rendimento agrícola;

  • Cálculo do carregamento e transporte;

  • Amostragens;

LAVAGEM DA CANA

Tem como objetivo a remoção das impurezas.

Lavagem a seco: realizada por ventiladores que sopram as impurezas.

Lavagem Úmida: utiliza água para retirar as impurezas.

  • Consome grandes quantidades de água dentro da usina;

  • Necessidade de aproximadamente 700 L / Tonelada de cana;

  • Perda de sacarose – cana inteira: 1,4 a 1,8%.

→ cana picada: 2 a 3%.

  • Maior dificuldade desta etapa é manter a camada de cana fina e contínua.

  • É possível remover até 95% da terra.

ETAPAS DA MOAGEM

  • Picador;

  • Desfibrador;

  • Eletroímã;

  • Moenda ou Difusor;

  • Terno de Moenda: conjunto de 3 rolos de moenda.

  • Terno secundário: primeiro conjunto de moenda.

  • Caldo primário: caldo proveniente do primeiro terno de Moagem.

  • Embebição4: caldo adicionado a esteira entre uma moenda e outra, com o objetivo de aumentar a eficiência de extração.

  • Amostragem: efetuar o teor do grau brix, pagar a cana e calcular o rendimento da produção.

PRODUÇÃO DE ÁLCOOL E AÇÚCAR

  • Fermentação:

Ocorre nas dornas de fermentação (tanques).

Temperatura ótima de fermentação: 33 ºC.

  • Controle de temperatura: serpentinas que circulam água fria para refrigerar o mosto para que as leveduras não morram.

  • Mosto: Caldo + Levedura

USINA PRODUZ

  • Álcool Anidro: concentração maior de 99,5% de , utilizado para misturar na gasolina, pois é mais concentrado, com teor de água de 0,5%.

  • Álcool Hidratado: utilizado para abastecer os carros a álcool, com concentração de no mínimo 92,5% de álcool e teor de 7,5% de água.

PRODUÇÃO DE ÁLCOOL

  • SACAROSE

  • Mais simples e mais barato.

  • Hidrólise (quebra) enzimática.

  • AMIDO

  • Polissacarídeo Amilose: ± 20 a 30% de glicose

Amilopectina: 60% de glicose

  • Hidrólise do Amido e da Celulose pode ser:

  • Rota Ácida: ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido clorídrico (HCℓ).

  • Rota Enzimática: diversas enzimas.

  1. Enzimas catalizadoras: aceleram a reação mas não participam da reação – diminui a energia de ativação da reação, que é a energia necessária para a reação ocorrer.

  • FERMENTAÇÃO Alcoólica – Levedura

Acética – Bactéria

Láctica – Bactéria

Trata-se na verdade, de um processo de transformação de uma substância em outra, produzida a partir de microrganismos, tais como bactérias e fungos, chamados nestes casos de Fermentos.

A fermentação é um conjunto de reações químicas controladas enzimaticamente, em que uma molécula orgânica (geralmente a glicose) é degradada em compostos mais simples, liberando energia.

LEMBRE-SE:

A levedura ingere a glicose ou a frutose, gerando assim energia em forma de ATP (Adenosina Tri Fosfato) e como consequência deste metabolismo é produzido ÁLCOOL e CO2.

Portanto o Álcool e o CO2 são subprodutos da reação de fermentação das leveduras, onde o produto principal é a geração de ENERGIA.

DIFERENÇA ENTRE BACTÉRIAS E LEVEDURAS

  • Bactérias: são microrganismos procariotas (células mais primitivas).

      • Fungos: são microrganismos eucariotas unicelulares.

* Bolores: são multicelulares.

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