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RESPOSTA TÉCNICA

Título Produção de álcool anidro e hidratado Resumo Apresenta as diferenças entre o álcool anidro e o álcool hidratado e o processo de produção. Palavras-chave Álcool; álcool anidro; álcool etílico; álcool hidratado; controle de qualidade; produção Assunto Fabricação de álcool anidro ou hidratado para fins carburantes Demanda Gostaria de obter informações sobre a produção de álcool anidro e álcool hidratado, desde sua produção até as análises realizadas para o controle de qualidade. Solução apresentada 1 Introdução Um tipo de álcool existente no mercado para o uso automotivo recebe o nome de álcool etílico carburante, ou etanol. Este é um composto oxigenado que é adicionado à gasolina ou usado puro em motores projetados para utilização de tal combustível. O etanol ou AEHC (álcool etílico hidratado carburante) é produzido no Brasil através da fermentação de açúcares (amido e celulose) e é o combustível vendido nas bombas dos postos de gasolina. Sua composição de álcool e água é padronizada pela ABNT, ANP e INPM, pois alterações em sua densidade acarretarão no mau funcionamento e possíveis danos internos ao motor dos veículos. 2 Diferença entre o álcool anidro e o álcool hidratado A diferença entre ambos é a presença de água. O álcool anidro é isento de água e é usado na mistura com a gasolina A na proporção de 23% para formar a gasolina C, vendida nos postos de gasolina. O álcool hidratado é aquele usado diretamente no tanque dos automóveis e vendido diretamente ao consumidor nos postos de gasolina. O álcool hidratado é utilizado exclusivamente como combustível, por motivos de economia produtiva e por sua eficiência. É adicionada pequena quantidade de gasolina para inibir seu uso doméstico ou na fabricação de bebidas, por exemplo. O álcool hidratado possui 96% de pureza e 4% de água (96° GL). O álcool anidro (sem água) é miscível com a gasolina em qualquer proporção e tem como resultado, um combustível com ótimas características antidetonantes. Para cada 5% de álcool consegue-se um aumento de octanagem em aproximadamente 2 pontos percentuais, sem os

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inconvenientes da adição de chumbo tetraetila (CTE), extremamente poluente e destrói os elementos dos catalisadores. O álcool anidro possui características de pureza na ordem de 99,95%, com 0,05% de água na escala G.L. (Gay Lussac), ou seja, é considerado isento de água. O Brasil foi um dos primeiros países a banir o chumbo tetraetila da gasolina, passando a incorporar o álcool anidro como aumentador de octanagem (compostos oxigenados que possuem características de aumentar a resistência do combustível a detonação). Isso elevou nossa gasolina ao patamar das de boa qualidade vendidas na Europa (índices de 90 octanas). 3 Produção de álcool etílico carburante (etanol) 3.1 Composição do álcool Álcool etílico - Composto por dois átomos de carbono, cinco átomos de hidrogênio e uma hidroxila (C2H5OH). É obtido no Brasil pelo processo de fermentação do caldo de cana-de-açúcar e é utilizado como combustível nos motores de ciclo Otto, especificamente no setor de transporte rodoviário. Álcool etílico hidratado combustível (AEHC) - combustível automotivo obtido, no Brasil, pelo processo de fermentação do caldo da cana-de-açúcar. Quando isento de hidrocarbonetos, apresenta teor alcoólico na faixa de 92,6º a 93,8º INPM (fixado pela Portaria ANP nº. 45/01). Utilizado nos motores de ciclo Otto, especificamente no setor de transporte rodoviário, em veículos denominados do tipo álcool. Álcool etílico anidro combustível (AEAC) - obtido, no Brasil, pelo processo de fermentação do caldo da cana-de-açúcar. Apresenta teor alcoólico mínimo de 99,3º INPM (fixado pela Resolução ANP n.º 36/05). O AEAC é utilizado para mistura com a gasolina A, especificada pela Portaria ANP nº 309/01, para produção da gasolina tipo C. O teor de AEAC na gasolina é fixado por Portaria do Ministério da Agricultura, conforme Decreto Nº 3.966/2001. O teor adicionado pode variar de 20 a 25%, em volume, segundo a Lei Nº 10.696/2003. O percentual de AEAC adicionado à gasolina, a partir do ano de 2002, foi de 25% até 06/02, de 20% até 01/03, de 25% até 05/03, de 20% até 02/06 e de 23% a partir de 23/11/2006. 3.2 Processo de produção A primeira etapa para a produção do álcool é a preparação do solo para o plantio. A cana-de-açúcar passa, então, pelas fases de crescimento e maturação. O período da safra ocorre de abril a setembro, período de frio e de seca, quando a quantidade de açúcar aumenta muito. Caso a colheita não ocorra, a própria planta consome o açúcar que produziu, diminuindo a quantidade de álcool obtida. Após o corte, a cana é transportada para a usina, lavada, picada e, finalmente moída. A moagem produz um caldo, a garapa, e o bagaço, parte sólida, que é rica em celulose. A mistura garapa-resíduo é filtrada. Feita a separação, o bagaço é utilizado para co-geração de energia. Como matéria prima pode ser utilizado na produção de celulose, chapas de aglomerado e ração animal; a garapa é aquecida para eliminar a água, formando um líquido viscoso e rico em açúcar, o melaço, do qual pode se obter tanto o açúcar como o álcool. O álcool é produzido pelo processo de fermentação, ao se acrescentar água e um pouco de ácido ao melaço. Obtém-se daí, um produto chamado mosto de fermentação. Os microorganismos, ao se alimentarem, produzem enzimas que aceleram a transformação do açúcar e agem como catalisadores da reação que transforma o açúcar em álcool. Esse processo tem duração de 50 horas e o álcool obtido equivale a 13% do volume do mosto de fabricação.

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Ao final da fermentação, inicia-se a destilação para separar o álcool. Destilação é o processo utilizado para separar misturas formadas por sólidos e líquidos ou por vários líquidos e assim isolar componentes. O álcool etílico é obtido pela destilação fracionada do mosto fermentado, uma operação realizada nas destilarias, onde se obtêm frações de composição diferentes sendo, uma delas, constituída de uma mistura de 96% de álcool e 4% de água. Tal mistura chama-se álcool 960 GL (96 graus Gay-Lussac). O 1000 GL é puro e 00 GL corresponde à água pura. Para obter álcool puro ou anidro, deve-se retirar a água excedente. O processo utilizado consiste em adicionar cal vivo à mistura, que reage com água, formando o hidróxido de cálcio: CaO + H2O → Ca (OH)2

Como o hidróxido de cálcio não é solúvel em álcool etílico, ocorre a formação de uma mistura heterogênea. Cada litro de álcool obtido na destilação produz cerca de 12 litros de resíduos do mosto fermentado e recebe o nome de vinhaça ou (vinhoto) cujo aproveitamento é utilizado como fertilizante aumentando a produtividade e sendo útil ao canavial. 4 Controle de qualidade do álcool carburante (etanol) A Agência Nacional do Petróleo (ANP) mantém, desde 1999, o Programa de Monitoramento da Qualidade dos Combustíveis que tem como um dos seus principais objetivos, avaliar permanentemente a qualidade dos combustíveis (gasolina, óleo diesel e álcool), comercializados no país, do produtor ao consumidor final. Em razão das dimensões nacionais, da impossibilidade logística de avaliar a qualidade dos combustíveis num único laboratório e da existência de um número expressivo de laboratórios em universidades e institutos de pesquisa, a ANP mantém acordos com 23 instituições que atuam no monitoramento da qualidade dos combustíveis brasileiros. Em Minas Gerais essas instituições são a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e a Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC). Para a produção de álcool etílico e padrões para controle de qualidade do produto, recomenda-se a consulta às normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): 5 Normas técnicas relacionadas à produção do álcool NBR10891. Álcool etílico hidratado - Determinação do pH - Método potenciométrico. Data de publicação: 11/12/2006. NBR10892. Álcool etílico hidratado para a indústria alcoolquímica. Data de publicação: 01/01/1990. NBR10896. Álcool etílico anidro para a indústria alcoolquímica. Data de publicação: 01/01/1990. NBR13992. Gasolina automotiva - Determinação do teor de álcool etílico anidro combustível (AEAC). Data de publicação: 01/10/1997. NBR13993. Álcool etílico combustível - Determinação do teor de gasolina. Data de publicação: 01/02/2002 NBR5992. Determinação da massa específica e do teor alcoólico do álcool etílico e suas misturas com água. Data de publicação: 01/03/1980

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NBR7820. Segurança nas instalações de produção, armazenamento, manuseio e transporte de etanol (álcool etílico). Data de publicação: 01/04/1983 NBR8645. Aditivos inibidores de corrosão para uso em álcool etílico hidratado combustível - Avaliação da eficácia em carburadores isentos de revestimento. Data de publicação: 30/10/1984 Conclusões e recomendações No site do SBRT já existem Respostas Técnicas registradas sobre o processo de produção de álcool etílico hidratado que podem complementar as informações: SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS. Álcool industrial e álcool carburante. Disponível em: <http://www.sbrt.ibict.br/upload/sbrt2977.html>. Acesso em 26 jul. 2007. SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS. Microdestilaria de álcool. Disponível em: <http://www.sbrt.ibict.br/upload/sbrt1977.html> - Acesso em 26 jul. 2007. SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS. Obtenção de álcool hidratado. Disponível em: <http://www.sbrt.ibict.br/upload/sbrt2156.html>. Acesso em 26 jul. 2007. Recomenda-se a leitura das Normas Técnicas relacionadas no item 5. Fontes consultadas AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO (ANP). Disponível em: <www.anp.gov.br>. Acesso em: 26 jul. 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Disponível em: <www.abnt.org.br>. Acesso em: 26 jul. 2007. POYDO, P. R. Álcool: tipos, misturas e uso em automóvel. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/bestcars/ct/alcool.htm>. Consultório Técnico, UOL, 1999. Acesso em: 26 jul. 2007. CENTRO DE ENSINO E PESQUISA APLICADA. Produção de álcool. Disponível em: <http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1B/palcooll.html>. Acesso em: 26 jul. 2007. ALE COMBUSTÍVEIS. Ajuda. Disponível em: <http://www.ale.com.br/AJUDA/ajuda.asp#33>. Acesso em: 26 jul. 2007. Elaborado por Vânia Maria Corrêa de Campos Nome da Instituição respondente Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC Data de finalização 25 jul. 2007