1 Recursos Energéticos e Meio Ambiente Professor Sandro Donnini Mancini 19 - Etanol Sorocaba, Maio de 2016 Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba Biomassa Toda matéria orgânica, de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de energia. Fonte indireta de energia solar, convertida em energia química pela fotossíntese. Possui saldo de emissões de gases de efeito estufa igual a zero, pois todo o carbono que irá gerar CO 2 na futura queima veio da fotossíntese durante a vida da planta.
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Recursos Energéticos e Meio Ambiente
Professor Sandro Donnini Mancini
19 - Etanol
Sorocaba, Maio de 2016
Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba
Biomassa
Toda matéria orgânica, de origem animal ou vegetal, que pode
ser utilizada na produção de energia. Fonte indireta de energia
solar, convertida em energia química pela fotossíntese.
Possui saldo de emissões de gases de efeito estufa igual a
zero, pois todo o carbono que irá gerar CO2 na futura queima
veio da fotossíntese durante a vida da planta.
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ATLAS de Energia Elétrica do Brasil. Agência Nacional de Elétrica do Brasil. 1a Edição. Brasília, 2003. Disponível em www.aneel.gov.br
Terminologia
Álcool Etílico Anidro Combustível (AEAC)
teor mínimo de álcool = 99,3%usado misturado na gasolina (27%, desde mar 2015) – efeito antidetonante
Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC)
teor de álcool entre 92,6% e 93,8%
álcool comprado na bomba de combustível
Álcool de limpeza – adicionadas substâncias tóxicas para evitar consumo
até 2002 ~ 10% água
após 2002 ~ 46% de água
Álcool Gel- 70-90% de álcool
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1975 – Programa Nacional do Álcool – Proálcool
1a fase – adição de álcool anidro à gasolina
2a fase – incentivo à produção de álcool hidratado
à construção de destilarias
desenvolvimento de motores apropriados
criação de rede de distribuição
Subsídio ao combustível produzido (fim em 1999)
(Custo ficou semelhante ao da gasolina/km rodado)
Crise do Petróleo: preços subiram muito
80% do petróleo era importado
Sucesso até ~ 1990
Declínio Posterior:produção do petróleo crescente
Hinrichs, R.A. e Kleinbach, M. Energia e Meio Ambiente. Trad.
F.M. Vichi e L.F.Mello. São Paulo, Ed. Thomson, 2003
produção de álcool oscilante
“demora” do carro popular.
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2002 – Total: 1.576.418 veículos
56.594 à álcool
Fonte: http://www.anfavea.com.br/tabelas.html
2003 – Total: 1.561.285 veículos
84.183 à álcool
2004 – Total: 1.682.187 veículos
583.519 à álcool
PRODUÇÃO DE VEÍCULOS LEVES NO BRASIL (LICENCIAMENTOS)
Cana = 5% do campo brasileiro (2008); 6% (2012); 6,5% (2014)
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Tecnologia Disponível
Hinrichs, R.A. e Kleinbach, M. Energia e Meio Ambiente. Trad. F.M. Vichi e L.F.Mello. São Paulo, Ed. Thomson, 2003
Moagem
Tratamento do caldo
Decantação – sólidolíquido
Pré-evaporação
Fermentação
adição de água (até 30% em volume do caldo a ser formado), para facilitar a diluição do açúcar e obter caldo com até 96% do açúcar da cana. O Bagaço vai ser queimado para gerar vapor.
Evaporação concentra em açúcar, aquecendo a ~105oC
filtrado, gerando sólido (adubo) e líquido
a ~115oC (ajuda a matar bactérias e fungos concorrentes). Forma-se o Mosto, que é resfriado a 30oC
Levedura (fungos como Saccharomyces cerevisae, uvarum...) hidrolisam a sacarose (C12H22O11) na presença da enzima invertase, produzindo Glicose + frutose (C6H12O6) e na presença da enzima zimase produzem o álcool.C6H12O6 2 (CH3CH2OH) + 2 CO2
28-30oC, por até 8h em dornas fechadas (calor e CO2 tendem a arrastar o álcool formado).
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Centrifugação -sólidolíquido
Destilação
Leveduras são recuperadas
~12% álcool
Obtém-se o Vinhoto ou Vinhaça (água + N+P+K ), usado na fertirrigação da própria cana e o Álcool hidratado (93-94% de álcool)
destilação azeotrópicaciclohexanoPeneiras moleculares - zeólitasPrecipitação química - CaO
Álcool anidro
Aposta: etanol celulósico (hidrólise do bagaço)
Açúcar – ao caldo é adicionado S e CaO (floculantes)Decantação e formação do caldo clarificado
Evaporação para formar xarope
Xarope em tachos de cozimento para cristalizar o açúcar
Centrifugação, secagem e ensacamento
Cachaça – mosto fermentado é decantado
líquido é destilado e envelhecido em tonéis de
madeira para oxidar de parte do álcool
(38-54% v.v. de etanol).
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PLANTAÇÃO – monocultura
queimada antes da colheita
facilita colheita e “melhora” o solo
gases de combustão (completa ou não)
fuligem
impermeabilização do solo
perda de matéria orgânica...
IMPACTOS AMBIENTAIS
“Solução”: mecanização da colheita – Lei 11241/02 –SP
Regulamentada pelo Decreto 47.700/03 – 100% de colheita
Palha fica no solo, facilitando a incorporação de matéria orgâ-
nica e impedindo sementes de ervas daninhas de brotar.
Planos para recolhimento parcial e queima para gerar calor
2009/10 - 56% da colheita paulista é mecanizada
2015/16 – 91,3% da colheita paulista deve ser mecanizadahttp://www.canalrural.com.br/noticias/cana/colheita-mecanizada-cana-atinge-913-mostra-protocolo-agroambiental-61838SP
SSP ~52% da cana nacional, ou seja, no mínimo 47% da colheita nacional é