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Valter Felipe Sicchieri e Paulo Sergio Barci

Diretores da JW e da BS Engenharia

Op-AA-06

A evolução da tecnologia da destilação

A Destilação é a operação mediante a qual se separa o álcool das outras substâncias contidas no vinho. O procedimento pode efetuar-se de duas maneiras, de modo a constituir duas operações distintas: Destilação e retificação indireta, ou então, numa única operação, chamada de destilação – retificação direta. No primeiro caso, obtém-se com a destilação, um produto líquido impuro chamado de flegma, da qual, sucessivamente - com a retificação, se obtém o álcool isento o mais possível, das impurezas contidas no vinho.

No segundo caso, se obtém diretamente o álcool, sem a obtenção intermediária da flegma. Em ambos os casos, a concentração alcoólica obtida gira em torno de 93%, em peso de álcool, conhecido como álcool hidratado. Para se chegar a concentrações mais elevadas, recorre-se aos processos de desidratação, com o objetivo de retirar a água de hidratação remanescente, obtendo-se o álcool anidro.

Para a produção do álcool hidratado: O sistema indireto, naturalmente, dá uma melhor qualidade no produto, entretanto no Brasil, o processo adotado foi o da destilação – retificação direta, uma vez que a qualidade do álcool hidratado requerido para combustível não é rigorosa o bastante para justificar a destilação e retificação indireta. Por outro lado, o sistema indireto custa mais caro e consome mais energia.

No início do Proálcool, conhecia-se muito pouco sobre o projeto de colunas de destilação de álcool. O dimensionamento dos aparelhos eram feitos de modo, muitas vezes, empírico, o que conduziu a superdimensionamentos dos equipamentos. Em outras palavras, os aparelhos de destilação para álcool hidratado assim implantado, eram capazes de produzir capacidades muito além dos valores projetados.

Atentos a isto, os fabricantes de equipamentos de destilação procuraram, em meio a uma crise de vendas nos primeiros anos da década de 90, adquirir novos conhecimentos de projeto e construção, de forma que, hoje, tais equipamentos são muito mais bem projetados e eficientes do que aqueles do passado, e sem produzir excessos como aqueles verificados nas primeiras unidades implantadas.

A destilação do etanol é, por definição, uma grande fonte consumidora de energia e hoje, em tempos de cogeração nas usinas, economizar vapor é a ordem do dia. Aos poucos, começam a surgir os novos projetos que contemplam os múltiplos efeitos de destilação, que prometem reduzir o consumo de vapor, para valores entre 30% e 40% menores. São processos que estamos desenvolvendo para a nossa realidade. Em questão de poucos anos, eles já estarão fazendo parte das nossas usinas e destilarias.

Para desidratar o álcool: O processo inicialmente utilizado foi a clássica destilação azeotrópica, utilizando o benzeno como agente arrastador de água. No começo dos anos 90, uma portaria do Ministério da Saúde proibiu o uso do Benzeno como desidratante e deu um prazo para que os produtores se adaptassem.

O substituto natural do benzeno foi seu primo o Ciclo Hexano, hidrocarboneto menos tóxico, mas com desvantagens de ordem termodinâmica, em relação ao primeiro, que forçaram modificações - algumas radicais, no processo com benzeno, com o fim de adaptá-lo para o uso do novo desidratante. Assim, em poucos anos, o perigoso benzeno foi totalmente banido das nossas destilarias.

Por outro lado, tanto o processo com benzeno, como o com ciclo hexano são grandes consumidores de energia térmica e isso começou a incomodar aquelas usinas, que começavam a cogerar energia. Foi quando surgiu no mercado a Peneira Molecular, tecnologia trazida dos Estados Unidos por um dos fabricantes brasileiros de equipamentos.

Tal sistema prometia um consumo energético 3 vezes menor do que o sistema com ciclo hexano, além de um produto isento de contaminações com hidrocarbonetos. Entretanto, o alto custo inicial do investimento inibiu os produtores e o processo não teve a aceitação esperada num primeiro momento. No final dos anos 90, a união do Prof. Meirelles, a BS engenharia e a JW desenvolveram um novo processo de desidratação, utilizando os princípios da Destilação Extrativa.

O agente extrator utilizado era o etilenoglicol, produto conhecido por ser moderadamente tóxico, não inflamável, não carcinogênico e extremamente higroscópico. O processo, além de consumir uma quantidade de energia térmica menor do que as peneiras moleculares comercializadas na época, tinha um custo inicial substancialmente menor do que elas.

De forma natural, o processo teve uma enorme aceitação pelo mercado, além de render uma patente aos seus idealizadores, devido à sua originalidade. Após cinco anos do seu lançamento, ele já responde por 25% da produção brasileira de álcool anidro. Para o futuro, um sistema conhecido como Pervaporação promete ser uma novidade muito interessante. Atualmente, os fabricantes das membranas de pervaporação enfrentam problemas de scale–up do sistema. Os seus custos são ainda impraticáveis, na nossa realidade. A perspectiva tecnológica de futuro para o Brasil é promissora, garantindo às nossas usinas e destilarias baixos custos de produção, com maior competitividade para o mercado externo.