No Brasil, uma usina típica moderna é aquela que converte os açúcares extraídos em mais ou menos 50% de açúcar e 50% de etanol e é otimizada para produzir energia elétrica para venda, explorando eficientemente a energia contida no bagaço. Essa otimização energética significa reduzir ao máximo o consumo interno de energia mecânica, elétrica ou térmica, e também o consumo de vapor de processo, o vapor de escape, para permitir o máximo de geração na condensação.

Consequentemente, cada processo deve ser melhorado para buscar o aperfeiçoamento no uso dos recursos necessários para atender ao que agora se chama de sustentabilidade. O curioso é que há muito convivemos com a necessidade de aumentar a eficiência no uso da energia, e parece que isso é perene, até porque o aprimoramento dos conhecimentos nos faz descobrir que sempre há espaços para melhorar.

A destilação do etanol, uma etapa importante no processo de produção, é uma operação unitária de uso intensivo de energia, consumindo vapor, energia elétrica e água e gerando um volume apreciável de efluente líquido – a vinhaça – que, com alta carga orgânica (DBO), ainda resulta em mais consumo de energia no afastamento para as lavouras de cana, ou no processo de tratamento, cuja solução ainda não se pode afirmar que está completamente equacionada.

Nossa tecnologia de destilação segue uma linha convencional, na qual as colunas são projetadas para operar em pressão atmosférica, resultando em simplicidade operacional. Com isso, perdem-se oportunidades de melhoria no consumo de vapor. Não estamos mal, mas ainda assim podemos melhorar. Para começar, é bom lembrar que a coluna destiladora (coluna A, ou C-10, na linguagem internacional) é responsável pelo consumo de aproximadamente 75% do vapor consumido na produção do álcool hidratado. Logo, seria a primeira a melhorar.

O primeiro passo é subir a temperatura do vinho para a temperatura da bandeja de entrada, ou pelo menos a 90ºC, pois, grosso modo, cada 5ºC de aumento da temperatura do vinho representa uma redução de vapor de 0,1 kg/litro de álcool. E isso é obtido pelas melhorias do condensador “esquenta vinho” e o trocador vinho-vinhaça, portanto, aproveitando-se parte do calor que será perdido.

Outro 0,1 kg/litro de redução do consumo de vapor é obtido isolando-se a coluna A, e um pouco mais que isso, isolando também a coluna retificadora. Aumentar o teor alcoólico do vinho, digamos, de 2 pontos percentuais, de 10 a 12% v/v, representa uma redução no consumo total de vapor nas colunas A e B de aproximadamente 15%. E se conseguirmos 3 pontos percentuais, a redução será de 20%.

Se a coluna retificadora operando em pressão atmosférica representa um consumo de vapor de somente 25% do total, há pouco a ganhar. Entretanto, o aumento do espaço entre pratos, que já vem sendo feito, e a melhoria dos vertedores para evitar também o rearraste de vapores alcoólicos (efeito “multijato”) permitem reduzir a razão de refluxo necessária, resultando em redução do consumo de vapor, ou ainda, no aumento de capacidade.

A melhoria dos condensadores da coluna retificadora causa bom impacto operacional, resultando em menor pressão na cabeça da coluna e, consequentemente, permitindo operar a coluna com menor pressão. O primeiro condensador da coluna retificadora, o “esquenta vinho”, deve aquecer o vinho a pelo menos 70ºC para que o aquecimento final seja maior que 90ºC.

Saindo da tecnologia convencional, uma boa alternativa é operar a coluna destiladora sob vácuo. Evidentemente, essa coluna tem que ser reprojetada, visto que o diâmetro e a espessura do costado aumentam substancialmente devido ao vácuo. A primeira vantagem de operar sob vácuo é evitar incrustações na coluna, ainda mais agora que queremos aumentar o teor alcoólico do vinho, pois, como sabemos, os sais de cálcio são mais solúveis em temperaturas mais baixas.

Quando fabricamos álcool anidro pelo processo azeotrópico, uma boa alternativa para gastar o mínimo de vapor na desidratação é projetar a coluna desidratadora para operar sob vácuo, e utilizar para o aquecimento parte dos vapores de álcool hidratado da coluna retificadora, diminuindo também o consumo de água nos condensadores da retificadora.

Consultorias internacionais têm preconizado outros sistemas, operando a coluna destiladora sob maior pressão ou ainda a retificadora com vapor a 10 bar, vapor este inexistente na usina. Muitos dos sistemas propostos são até atraentes, mas frequentemente se esquecem de que a produção de álcool no Brasil é integrada com a de açúcar e certas propostas não são aqui adequadas. A experiência adquirida na prática industrial é valiosa e, quando aliada a uma sólida engenharia, ajuda consideravelmente.

Por isso, ainda que as propostas sejam atraentes, devem ser detidamente analisadas. No aspecto redução de energia elétrica, fazer passar a água em série nos condensadores entrando no último e saindo no primeiro, permite reduzir a vazão bombeada e como um volume maior passa em cada condensador, permite ainda o aumento do coeficiente global de transferência de calor, aumentando a capacidade dos condensadores. Aspectos como este são exemplos de melhorias facilmente alcançáveis e que podem ser incorporados aos projetos para tornar a tecnologia de destilação brasileira comparável ao que melhor existe no mercado internacional.