A Obtenção de Álcool Etílico

...

Mesmo com mais da metade de sua matriz energética dominada pelas fontes não renováveis o Brasil ainda apresenta-se bem a frente da média mundial, como representa a Figura 1: [pic 1]

. [pic 2]

[pic 3]

Dentre as energias renováveis, dá-se destaque à biomassa, uma vez que dentro deste grupo inserem-se os biocombustíveis, alternativas renováveis aos combustíveis utilizados nos veículos e em algumas termoelétricas.

A designação biomassa é genérica que engloba o aproveitamento energético da matéria orgânica, ou seja, dos resíduos provenientes da limpeza das florestas, da agricultura e dos combustíveis resultantes da sua transformação. A energia pode ser obtida através da combustão direta dos materiais ou a partir de uma transformação química ou biológica, de forma a aumentar o poder energético do biocombustível.

Englobam-se dentre os biocombustíveis o biodiesel e etanol. Através da transformação de certos óleos vegetais obtém-se o biodiesel que pode ser misturado ao diesel e alimentar motores deste tipo. Outra fonte de matéria-prima é a recuperação dos óleos usados em frituras, mediante uma recolha seletiva. Estes óleos podem ser transformados em biocombustível, tendo como vantagem acrescida a eliminação de uma fonte de poluição.

A Lei 11.097/05 estabelece o percentual obrigatório de 5% de adição de biodiesel ao diesel a partir de 2013, entretanto este valor foi alterado para 7%, aumentando assim a participação deste biocombustível na matriz energética brasileira.

Da produção brasileira de biodiesel 80% é proveniente do óleo de soja e os 20% restantes correspondem aos provenientes da gordura animal (15%) e das outras oleaginosas, que apesar do enorme potencial, respondem por apenas 5%.

O etanol tem sido considerado uma alternativa para diminuir problemas ambientais e energéticos, em razão da escassez e alta dos combustíveis fósseis e da poluição causada por estes. Comparado com combustíveis fósseis, o etanol apresenta as vantagem de ser uma fonte renovável de energia, que contribui com a redução de dióxido de carbono na atmosfera.

A Crise do petróleo, na década de 70, conduziu ao desenvolvimento do Programa Nacional do Álcool (Pro-álcool), que visava, principalmente, substituir a gasolina por um combustível alternativo. Através do Pró-álcool, pesquisadores brasileiros foram encorajados a desenvolver processos de produção de um biocombustível com baixos custos. Optou-se, então, pela produção de etanol a partir da cana-de-açúcar por via fermentativa, em razão da baixa nos preços do açúcar na época.

No início do século XXI, na certeza de escassez e de crescente elevação dos combustíveis fósseis, o etanol voltou a ocupar um lugar de destaque no cenário energético do país e do mundo. No caso brasileiro, o álcool renasceu com o surgimento dos carros bicombustíveis, além das várias manifestações de governos e empresas, que mostraram o potencial de mercado e da tecnologia de produção de etanol.

O uso do etanol como combustível no Brasil pode trazer diversas vantagens como:

- Menor dependência de combustíveis fósseis importados, e da variação do preço destes;

- Menor emissão de poluentes, devido ao fato de que parte dos poluentes resultantes da queima do etanol no motor serem reabsorvidos no ciclo de crescimento da cana-de-açúcar, e os resíduos das usinas serem passiveis de reaproveito completo na lavoura e na indústria.

- Os subprodutos da cana são utilizados no próprio ciclo produtor de álcool, como fonte de energia elétrica obtida pela queima do bagaço, e como fonte de fertilizante da terra utilizada no plantio, tornando uma usina de álcool autossuficiente em termos energéticos;

- Fonte de geração de divisas internacionais, sobretudo em tempos de escassez de petróleo e consciência ecológica.

O etanol brasileiro ainda é produzido a partir da cana-de-açúcar, que pode ser colhido mecanicamente (colheitadeiras), ou manualmente. O caule da planta é picado e triturado nas moendas das usinas, liberando o caldo que serve de matéria prima para a produção de etanol. Após ser filtrado, o caldo é fermentado com uma mistura composta de leite de levedura, água e ácido sulfúrico. Da fermentação ele é centrifugado (para recuperação de leveduras) e bombeado para colunas de destilação, e transformado em álcool bruto. O produto final pode ser o etanol hidratado (obtido por destilação simples do álcool bruto) ou etanol anidro (obtido a partir de destilação azeotrópica ou por aplicação de peneira molecular do etanol hidratado).

Mesmo apresentando excelentes resultados quanto ao rendimento (cerca de 80 litros de etanol por tonelada de cana), a produção de etanol a partir de cana-de-açúcar ainda enfrenta alguns problemas como a variabilidade do preço do combustível devido ao mercado açucareiro, uma vez que a maioria das unidades produtoras de etanol também são produtoras de açúcar. Além disso, pelo fato de ser uma monocultura têm-se problemas no abastecimento das usinas nos períodos de entressafra. Algumas alternativas estão sendo testas e apresentam bons resultados como o sorgo sacarino, por exemplo, por apresentar um ciclo curto e características similares à cana pode ser utilizado sem necessidade de adaptação dos equipamentos tanto de colheita quanto de processo industrial.

Além disso, tem-se buscado por tecnologias para a produção de etanol de segunda geração – etanol produzido por meio de biomassa lignocelulosóica, um processo que lignocelulósica lança mão de pré-tratamentos químicos/enzimáticos para a hidrólise da celulose e da hemicelulose, fornecendo carboidratos (hexoses e pentoses), que posteriormente podem ser convertidos a etanol por microrganismos fermentadores.

O etanol também pode ser proveniente de outras fontes. Uma alternativa à substituição da cana-de-açúcar matéria-prima é o uso de xaropes obtido a partir da hidrólise de amido. O emprego do amido para produção de álcool levará ao desenvolvimento agroindustrial das regiões Norte e Nordeste, que são as maiores produtoras de mandioca do Brasil, e para todas as regiões brasileiras que têm tradição no cultivo de milho e arroz e outros amiláceos. Essas matérias-primas, contudo, não são diretamente fermentáveis, necessitando de uma hidrólise prévia de suas cadeias.

Seja qual for a matéria-prima da fermentação, para a obtenção do etanol deve-se aplicar a destilação