Como se produz o Álcool.

Como se produz o Álcool.

A produção de etanol pode variar dependendo da localização que é produzido, como nos Estados Unidos que produzem Álcool a partir do Milho, já na França o produto usado como matéria prima é a Beterraba, cada país aproveita a cultura em que é mais produtivo para fazer o combustível, assim à supremacia da Cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção do etanol começa a ser ameaçada pelo desenvolvimento dessas novas tecnologias. A mais promissora permite a produção de etanol a partir de Lignocelulose (açúcar que compõe todas as fibras vegetais). Trata-se da possibilidade de produzir o combustível utilizando todas as partes de plantas de diversas espécies. Hoje em dia, os processos do etanol estão ancorados na utilização de açúcares de cadeia curta (sacarose, glicose e frutose, principalmente), que as leveduras convencionais são capazes de consumir. Dependendo da produção do álcool podem-se utilizar diversas etapas:

·         Cana-de-açúcar:

1. Moagem da cana:  A cana passa por um processador, nessa etapa obtém-se o caldo de cana, também conhecido como garapa que contém um alto teor de sacarose, cuja fórmula é: C₁₂H₂₂O₁₁.

2. Produção de melaço:  O produto obtido no primeiro passo (garapa) é aquecido para se obter o melaço, que consiste numa solução de 40% (aproximadamente), em massa, de sacarose. O açúcar mascavo é produzido quando parte dessa sacarose se cristaliza.

 3. Fermentação do melaço:  Neste momento, é acrescentado ao melaço fermentos biológicos, que é um tipo de levedura que faz com que a sacarose se transforme em etanol. A ação de enzimas é que realiza esse trabalho. Após esse processo, se obtém uma mistura fermentada, que já contém até 12% de seu volume total em etanol.

4. Destilação do mosto fermentado: Aqui o produto vai passar pelo processo de destilação fracionada e vai dar origem a uma solução.

·         Milho:

1. Recepção e estocagem de grãos;

2. Trituração, esterilização, liquefação e sacarificação:

            - Esterilização: É o processo que promove completa eliminação ou destruição de todas as formas de microorganismos presentes: vírus, bactérias, fungos,etc;

            - Liquefação: Quando um gás passa para líquido;

            - Sacarificação: Transformação em açúcar.

3. Fermentação;

4. Destilação:

 - Destilação: Modo de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas;

6. Produção de álcool anidro:

 - Álcool anidro: É um álcool com até 1% de água.

7. Álcool com qualidade industria;

8. Álcool anidro - destilação azeotrópica:

            - Destilação azeotrópica: É a destilação de misturas que apresentam duas ou mais substâncias que possuem certo ponto de ebulição constante e fixo.

9. Separação da vinhaça, evaporação e secagem do subproduto:

            - Vinhaça: é o resíduo pastoso que sobra após a destilação fracionada do caldo de cana-de-açúcar fermentado, para a obtenção do etanol.

Tabela - Grau de rendimento das matérias-primas na produção de etanol.

FONTE: Adaptada pelos alunos através do site http://super.abril.com.br/alimentacao/quais-diferencas-alcool-cana-milho-446893.shtml

Sendo assim, podemos concluir que se torna mais rentável a produção de etanol a partir da Cana-de-açúcar. Tendo em vista, que o custo da fabricação de etanol a partir do Milho é mais elevado, demorado e, sua produtividade é ½ em comparação a Cana-de-açúcar.

                                                                                     

·         Lignocelulose:

1. Pré-tratamento ácido do bagaço de cana: Há o pré-tratamento do bagaço de cana, aonde o resíduo é submetido à quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaço de cana e a recuperação de açúcares mais fáceis de hidrolisar (reação química de quebra de uma molécula por água).

2. Deslignificação: É retirada a lignina (macromolécula encontrada nas plantas terrestres), complexo que dá resistência a fibra e protege a celulose da ação de microorganismos, porém, apresenta grande inibição ao processo fermentativo.

3. Fermentação: O líquido proveniente do pré-tratamento ácido, rico em açúcares, é fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utilizado nesta fermentação.

O sólido proveniente da etapa de deslignificação rico em celulose, também é tratado: ele passa por um processo de sacarificação por meio de enzimas e é fermentado pela levedura Sacharomyces cerevisiae, o mesmo fungo utilizado na fabricação de pães. A Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de fabricação, testando enzimas disponíveis no mercado e pesquisando novos preparados enzimáticos.

4. Destilação: Ambos os líquidos provenientes das diferentes fermentações são destilados. O produto desta destilação é o etanol, que possui as mesmas características daquele fabricado a partir da cana em processo industrial.

FONTE: http://www.peretz.com.br/professores/exercicios2006/230506/exe-qui-3s-13.pdf

 

 

 

Essa diferenciação é importante porque cada tipo de álcool, na oxidação, leva a um produto orgânico diferente.

O fato mais importante para o entendimento da oxidação é:

Ø  O grupo – OH transforma-se em = O (ligação dupla O) na oxidação, ou seja, a hidroxila (grupo funcional presente nas bases dos hidróxidos) transforma-se em carbonila (grupo funcional constituído de um átomo de carbono e um de oxigênio).

 

EXEMPLOS DE OXIDAÇÃO DE ÁLCOOIS:

•     ÁLCOOL PRIMÁRIO:

FONTE: http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o

•   ÁLCOOL SECUNDÁRIO:

 

 

 

FONTE: http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o

•  ÁLCOOL TERCIÁRIO:

FONTE: http://www.peretz.com.br/professores/exercicios2006/230506/exe-qui-3s13.pdf

Portanto, obtendo um esquema geral:

• ÁLCOOL PRIMÁRIO ® ALDEÍDO ® ÁCIDO CARBOXÍLICO 

• ÁLCOOL SECUNDÁRIO ® CETONA

• ÁLCOOL TERCIÁRIO ® NÃO SOFRE OXIDAÇÃO

Um exemplo de oxidação presente no cotidiano das pessoas é o que acontece ao Bafômetro:

O bafômetro é um instrumento que detecta o grau de alcoolismo do indivíduo. O suspeito de embriaguez é “convidado” a soprar no aparelho, e é possível estimar quanto álcool foi ingerido. Em linhas gerais, o aparelho contém certa quantidade de dicromato de potássio (K2Cr2O7) em meio ácido, um agente oxidante de coloração alaranjada. Quando o K2Cr2O7 oxida o álcool, acaba sofrendo redução, transformando-se em Cr2O3 , de cor verde. Quanto mais vapor de álcool houver no “bafo” do indivíduo, mais K2Cr2O7 reagirá, e mais Cr2O3 será formado. Em suma, quanto maior o desaparecimento de coloração alaranjada e aparecimento de coloração esverdeada, mais etanol haverá no “bafo”.

                FONTE: http://www.peretz.com.br/professores/exercicios2006/230506/exe-qui-3s-13.pdf

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

SITE: *ACESSO: 08/09/10:

http://www.brasilescola.com/quimica/producao-etanol.htm;                                 

http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o;

http://www.planalcool.com.br/Port/alc_milho.htm;

http://super.abril.com.br/alimentacao/quais-diferencas-alcool-cana-milho-446893.shtml;

http://www2.ufp.pt/~pedros/qo2000/alcoois.htm;

http://revistapesquisa.fapesp.br/index.php?art=3169&bd=1&lg=&pg=1;

http://www.brasilescola.com/quimica/oxidacao-reducao.htm.

             

            *ACESSO: 11/09/10:

http://ethanolbrasil.blogspot.com/2007/02/produo-de-etanol-partir-de-novas.html;

http://www.biodieselbr.com/energia/alcool/bioetanol-etanol-lignocelulose.htm;

http://www.peretz.com.br/professores/exercicios2006/230506/exe-qui-3s-13.pdf.