Análise da produção sustentável de álcool combustível, aguardente e leite, a partir da cana de açúcar

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Nogueira, Roberta Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ; Mestrado em Engenharia Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Álcool; Microdestilaria; Produção sustentável; Fuel alcohol; Micro distillery; Sustainable production; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA::ENERGIZACAO RURAL
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3528

Dentre os processos mais utilizados para a separação do álcool e da água está a destilação, que é definido como um processo de separação de dois ou mais líquidos pela diferença entre suas temperaturas de ebulição. Os alambiques e microdestilarias são exemplos de equipamentos intermitentes utilizados na destilação de misturas hidroalcoólicas, quer para a produção de cachaça, quer para a produção de álcool combustível. No caso da produção de álcool a partir da cana de açúcar, há a possibilidade da produção integrada de energia e alimento, com a produção de álcool combustível, aguardente e leite e,ou, carne. Sendo assim, neste trabalho objetivou-se realizar a análise técnica e econômica da produção de álcool combustível, aguardente e leite a partir da cana-de-açúcar. A análise técnica da coluna de destilação foi realizada de forma experimental com a destilação de caldo de cana fermentado (mosto a 12 ºGL) e 4 misturas pré- destiladas com teor alcoólico variando entre 23 ºGL e 36 ºGL. Além disso foram monitoradas as temperatura ao longo da coluna e analisado o consumo específico de energia. A coluna também foi analisada sob o aspecto teórico com o cálculo da AEPT (altura equivalente a um prato teórico), aplicando a metodologia McCabe- Thiele para determinação do número de estágios de separação. O álcool obtido foi enviado para análise no LEC/UFMG (Laboratório de Ensaios de Combustíveis/Universidade Federal de Minas Gerais) e analisado segundo as normas da ANP (Agência Nacional de Petróleo). A coluna analisada obteve maior rendimento operando com o pré-destilado de maior teor alcoólico (36 ºGL), produzindo 22,10 L/h de destilado, já com o mosto (12 ºGL) foi observado o menor rendimento, totalizando a produção de 11,2 L/h. O consumo específico de energia também seguiu a mesma tendência, consumindo 3.478 kJ/L para o teste com 36 ºGL e 7.814 kJ/L para o teste com mosto. No teste com pré-destilado a 29 ºGL o consumo de energia foi de 11.981 kJ/L, o que pode ser explicado pelo fato deste teste ter sido realizado com o uso de bagaço de cana como combustível, reduzindo muito a eficiência da fornalha. A AEPT da coluna para o teste com mosto foi de 0,24 m e para o teste com Pré-destilado a 36 ºGL foi de 0,30 m, o que foi considerado satisfatório quando comparado com colunas similares. O álcool analisado não se enquadrou nas especificações da ANP, porém está apto a ser consumido como combustível. A análise econômica foi realizada considerando-se a produção de 220 L de cachaça por dia, 16 L de destilado de cabeça e 60 L de destilado de cauda, 32,5 L de leite e 1.000 L de álcool ao longo da safra, utilizando os destilados de cabeça e cauda como insumo. Considerando-se o preço de venda da cachaça igual a R$ 6,00/litro, do leite igual a R$ 0,70/litro e do álcool igual a R$ 1,65/litro, o VPL (Valor Presente Líquido) do investimento foi de R$ 159.996,19, a TIR (Taxa Interna de Retorno) de 35%, o TRC (Tempo de Retorno de Capital) de 4 anos e a RBC (Relação Benefício- Custo) de 2,30, confirmando a rentabilidade do sistema. Em um outro cenário, foi analisada qual seria a produção mínima de cachaça e máxima de álcool que garantiria a viabilidade do investimento. Neste cenário, determinou-se que é necessária a produção de no mínimo 7.600 L de aguardente em cada safra para garantir a viabilidade do investimento nas condições estudadas. Considerando-se uma situação ideal de canavial, com produtividade aceitável, com produção de 600 L/dia de álcool, durante 200 dia/ano e 33.600 L/ano de leite, o custo por litro de álcool seria de R$ 0,66 e o investimento seria economicamente viável comercializando o álcool a, no mínimo, R$ 0,85/litro. Dessa forma, concluiu-se que: a coluna analisada aumenta sua eficiência com o aumento do teor alcoólico da matéria-prima a ser destilada; a AEPT da coluna está dentro do esperado; o álcool está apto para o consumo como combustível; a produção integrada é economicamente viável; e a produção de álcool, desde que respeitada a escala mínima, também é economicamente viável.