Produção e Utilização do Etanol

Produção de Etanol

• O etanol é um álcool etílico, usado como combustível, em tintas, solventes e vernizes.
• Possui ponto de ebulição (PE) de 78,3°C e ponto de condensação (PC) de -114,1°C.
• Tem densidade de 0,78 g/cm³ (20°C).
• É miscível em água.
• É uma molécula polar.

Tipos de Etanol

• Etanol Anidro: Possui teor alcoólico mínimo de 99,3° (INPM).
• Etanol Hidratado: Possui teor alcoólico mínimo de 92,6° (INPM). É uma mistura hidroalcoólica, utilizada em farmácia, alcoolquímica, bebidas e limpeza.

Utilização do Etanol

• Combustível: Utilizado em veículos (gasolina C).
• Indústria de tintas, solventes e vernizes: Matéria-prima.
• Indústria farmacêutica e alcoolquímica: Fabricação de bebidas e produtos de limpeza.

Produtividade de Etanol x Matéria-prima

• A cana-de-açúcar apresenta a maior produtividade global de etanol, destacando-se o Brasil.
• Outros países como a União Europeia, India e EUA também produzem etanol, utilizandos outras matérias-primas como a beterraba, milho, mandioca e trigo.

Matriz Energética Mundial e no Brasil

• O petróleo e outras energias renováveis são as fontes de energia mais importantes no mundo (dado relativo).
• O Brasil apresenta maior destaque quanto a utilização de biocombustíveis (dados relativos). No mundo, o carvão mineral e o gás natural também são importantes fontes energéticas.

Consumo de Biocombustíveis (Etanol e Biodiesel)

• O consumo de etanol no Brasil aumentou 5,4% em 2023, atingindo 32,1 milhões de metros cúbicos.
• O consumo de biodiesel no Brasil aumentou 19,9% em 2023, com a mistura obrigatória em 12%.

Produção de Etanol (2021, 2022 e 2023)

• A cana-de-açúcar é a principal matéria-prima para a produção de etanol.
• O milho participou com 16% da produção de etanol em 2023.

Capacidade de Produção de Etanol (dados em milhões de metros cúbicos)

• A produção de etanol anidro e hidratado vem crescendo nas últimas décadas.

Obtenção do Etanol

• O etanol pode ser obtido por três processos: fermentação de carboidratos, hidratação do etileno e redução de acetaldeído.
• A fermentação de carboidratos utilizam matérias primas como a madeira, bagaço de cana, milho, mandioca, etc para obter etanol e gás carbônico.

Materiais-primas para Obtenção do Etanol via Fermentação

• Lignocelulósicas: Madeira e bagaço de cana.
• Amiláceas: Milho, mandioca, batata.
• Sacarídeas: Cana-de-açúcar, beterraba.

Produção de Álcool por Matéria-prima

• 1 hectare de cana-de-açúcar produz 3.350 litros de álcool.
• 1 hectare de milho produz 4.800 litros de álcool.
• 1 hectare de mandioca produz 2.550 litros de álcool.
• 1 hectare de eucalipto produz aproximadamente 2.100 litros de álcool.

Inversão da Sacarose

• A Sacarose é convertida em glicose e frutose.

Processo Fermentativo

• Processo para obtenção de energia sem a presença de oxigênio.
• Ocorre em fungos, bactérias e células musculares em contração vigorosa.
• Inicia-se com a glicólise, que quebra a glicose em duas moléculas de piruvato.

Diferenças entre Processos Fermentativos

• Fermentação Alcoólica: Produto final é o álcool etílico (etanol). Realizado por bactérias e leveduras, usado na produção de pães e bebidas alcoólicas.
• Fermentação Láctica: Produto final é o ácido láctico. Realizado por bactérias e células musculares humanas, presente em iogurtes, queijos, etc.

Destilação do Vinho

• Objetivo é concentrar o etanol para a produção de bebidas alcoólicas e produzir álcool hidratado.
• Separa componentes secundários como metanol, n-propanol e alcoóis amílicos, pelo processo de retificação.

Destilação Descontínua

• Destilação em alambiques, utilizando aquecimento direto do vinho e condensação dos vapores.
• Processo por batelada.

Destilação Contínua

• Destilação em colunas.
• O vinho é alimentado no topo da coluna e o álcool retido no fundo.
• Ocorre o contato entre vapor e liquido em bandejas ou placas.

Desidratação do Etanol

• Processo Azeotrópico: Inclusão de um terceiro componente para criar um novo ponto de ebulição da mistura, permitindo a separação da água do etanol. Usado ciclohexano.
• Processo Extrativo: Utiliza monoetilenoglicol (MEG) para absorção da água, deixando o etanol anidro.
• Peneira Molecular: Usa zeólitas para adsorver as moléculas de água, deixando o etanol anidro.

Componentes Gerados na Destilação do etanol além do álcool

• Aldeído acético, Metanol, Acetato de etila, propanol, Ácido acético, Álcool isoamílico, Acetato de isoamila, Furfural, Carbamato de etila, etc.

Dados relevantes

• O etanol apresenta ponto de ebulição 78.4°C.
• Há diferentes tipos de colunas de destilação para etanol de acordo com o seu tipo, sendo o processo ou a capacidade de separação.