Como ocorre a Produção Industrial de Álcool / Etanol?

No Brasil, o álcool ou etanol produzido a partir da cana-de-açúcar para ser utilizado principalmente como combustível em veículos automotivos desde a década 1970, após a Crises do Petróleo incentivarem a diversificação de combustíveis. O que esta nova crise da epidemia do coronavírus está mostrando é a importância do seu uso como desinfetante.

Na área da saúde, álcool refere-se a dois compostos químicos solúveis em água – álcool etílico (etanol) e álcool isopropílico – com características germicidas, muito importantes nessa hora. De acordo com a descrição do Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos Estados Unidos, a concentração ótima germicida é uma solução com 60-90% de álcool com água. A ação da água é importante porque esta age como um catalizador no papel do álcool de “quebrar” as proteínas das membranas das células de bactérias, fungos e vírus.

Na produção industrial do etanol, dentro de uma destilaria de larga escala, o tipo hidratado é o que sai diretamente das colunas de destilação, como mostra a Figura 1, podendo ser desidratado para produzir etanol anidro.

Figura 1: Produção Industrial de Etanol / Álcool com Cana-de-Açúcar

Fonte: URV – Departamento de Engenharia Química

Nas destilarias industriais, a matéria-prima é moída e transformada em melado, que também passa por uma peneira para separar resíduos e bagaço. As etapas seguintes do processo são a sulfitação, calagem, fermentação, quando são produzidos açúcar não fermentado e etanol.

A sulfitação tem como objetivo inibir as reações de escurecimento do açúcar e auxiliar na clarificação do caldo. Consiste em queimar o enxofre (S) em um forno cilíndrico rotativo a fim de produzir o gás sulfuroso (SO₂) que será então misturado ao caldo. É importante ressaltar que existem limites do teor de dióxido de enxofre no açúcar, portanto, a dosagem de enxofre no caldo deve ser realizada com máximo controle de pH. A calagem corrige a acidez do caldo, neutralizando os efeitos tóxicos de elementos como o alumínio e o manganês ao adicionar cálcio e magnésio até atingir os teores adequados. Só então o caldo segue para fermentação, onde a matéria-prima é transformada por microrganismos, usualmente leveduras capazes de converter os açúcares do caldo em álcool e gás carbônico, dentro de determinadas condições. Em média, a fermentação do açúcar da cana leva de 8 a 12 horas. Durante o processo, a recuperação de células de levedura para sua reciclagem no processo fermentativo é feita por decantação.

Então, o etanol é processado em colunas de destilação, onde é aquecido até evaporar. Na evaporação e posterior condensação, o etanol com grau de mais de 95% de pureza é separado. O último processo pelo qual o etanol passa é a desidratação, onde se retira o resto de água do combustível para atingir um grau de quase 100%. Armazenado em grandes tanques, este etanol está pronto para ser vendido ou para a indústria de distribuição de combustíveis ou outros usos.

Atualmente, cerca de 5% da produção brasileira tem uso alimentar, perfumaria e alcoolquímica. Destilarias industriais brasileiras de alta eficiência conseguem produzir aproximadamente 70 kg de açúcar e 40 litros de etanol para cada tonelada de cana processada. É possível especializar as destilarias para focar na produção ou de açúcar ou etanol, neste caso é possível produzir 90 litros de etanol a partir de uma tonelada. De fato, um hectare plantado de cana-de-açúcar produz entre 5 e 8 mil litros de álcool. Em 2019, o Brasil produziu cerca de 29 bilhões de litros de etanol.

(Fonte: CBIE)