UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIASDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICATECNOLOGIA DO ÁLCOOL DE DA AGUARDENTEPROFESSOR: ANTÔNIO CARLOS DUARTE COELHOALUNA: DORA DE CARVALHO PAVÃO

RELATÓRIO DA VISITA TÉCNICA

RESUMO

Este relatório tem como finalidade descrever a visita técnica à Companhia Alcoolquímica Nacional, localizada em Vitória de Santo Antão. Pertencente ao Grupo JB, a usina é produtora de álcool neutro, álcool anidro, álcool hidratado, aguardente, CO2, açúcar cristal, açúcar VHP e energia elétrica. O grupo se diferencia pela variedade de produtos e subprodutos, além de sua competência em produzi-los, associado a uma preocupação para atender a legislação ambiental.

1- INTRODUÇÃO

A família Beltrão cultiva cana há mais de 200 anos. Há 50, formou o Grupo JB (LINS, 2012), que reúne as empresas Companhia Alcoolquímica Nacional, Lasa, Carbogás, Pirapama Bioenergia, LASTRO e, atuando nos estados de Pernambuco e Espírito Santo e atendendo aos mercados internacional e nacional (JB, 2010).

O Grupo se diferencia pela variedade de produtos - álcool neutro, álcool anidro, álcool hidratado, aguardente, CO2, açúcar cristal, açúcar VHP e energia elétrica – e subprodutos – bagaço de cana, vinhaça líquida, melaço e óleo fúsel -, além de sua competência em produzi-los e responsabilidade ambiental. Geram, no total, cerca de 5 mil empregos diretos e 20 mil indiretos (JB, 2010).

A usina visitada foi a da Companhia Alcoolquímica Nacional, em Vitória de Santo Antão. Possui 15.000 hectares de plantação de cana, conseguindo moer 1.200.000 toneladas de cana por safra ou 7.500 t/dia.

2- A VISITA

O ônibus saiu da Universidade Federal de Pernambuco às 12:00 do dia 25/09/2015, com destino à Companhia Alcoolquímica Nacional, em Vitória de Santo Antão. Às 13:20 chegou ao destino (FIGURA 1). Por falta de comunicação, a visita não foi previamente agendada, o que gerou uma certa frustração dos discentes. Mas, após um tempo de espera, um funcionário da usina entrou no ônibus para verificar se todos estavam vestidos adequadamente. A entrada foi autorizada para apenas uma breve visita às áreas externas da usina e guiada pelo gerente de operações, Jaime Beltrão Neto.

Como não se pôde entrar nas áreas internas da indústria, não há como detalhar algumas partes do processo produtivo. Diante disso, baseado em outras

fontes, apresenta-se a seguir, um esquema de como se dá a produção de açúcar e álcool na usina (FIGURA 2).

2.1 – Processo Produtivo Industrial

2.1.1 – Cultivo da Cana

Alguns cuidados devem ser tomados antes e durante o plantio da cana-de-açúcar para a melhoria das condições físicas, químicas e biológicas, visando uma melhor qualidade da safra. Como, por exemplo, o uso de adubo convencional deve ser evitado, já que torna a Demanda Química de Oxigênio (DQO) muito alta.

2.1.2 – Colheita e transporte

A colheita é feita manualmente por empregados contratados pela empresa (FIGURA 3). Seria recomendável uma maior sintonia com tecnologias mais modernas de colheita, evitando as duras condições de trabalho dos cortadores de cana. A matéria prima é transportada por caminhões até o parque industrial (FIGURA 4)

2.1.3 – Preparo da Matéria Prima

Ao chegar na usina, o caminhão é pesado para precisar a quantidade de carga carregada. Com uma sonda (FIGURA 5), é retirada uma amostra e encaminhada para um laboratório para análise de Açúcares Totais Recuperáveis (ATR).

A matéria prima agora poderá ter dois destinos: estocagem ou ir diretamente para a mesa alimentadora. Na primeira opção, a cana é depositada em pátios de recepção para posteriormente prosseguir com o processo produtivo. Na segunda, ela irá passar por uma limpeza para a remoção de impurezas. Subsequentemente, a cana é triturada para haja a quebra de suas células e que ocorra a extração do caldo. Logo em seguida, passa por um desfibrilador, onde cerca de 85% a 92% (UDOP, 2010) de suas células são rompidas. Posteriormente segue para a moenda, onde a cana é esmagada para a retirada de, aproximadamente, 94% a 97% do caldo total (UDOP, 2010). Por fim, o caldo é peneirado para a retirada de impurezas e encaminhado para a produção de álcool ou açúcar.

2.1.4 – Produção de Açúcar

Após tratado, o caldo segue para as colunas de sulfitação, onde há a absorção do SO2 e o pH é reduzido. Esse passo é importante para a prevenção de alguns microorganismos, inibir a reação que causam formação de cor e para controle da viscosidade do caldo, o que facilita as operações de vaporização e cozimento.

Em seguida, o sumo tratado passa por um aquecimento, que ajuda o próximo passo: a decantação. Neste o caldo é purificado e retirado para evaporação. Nesta parte do processo, impurezas (lodo e bagacilho) se sedimentam na parte inferior do decantador. Elas são retiradas e passadas por um filtro, onde há a formação das tortas e recuperação dos açúcares remanescentes.

O caldo é, então, evaporado para a formação do xarope que é encaminhado à cristalização. Após o último processo, há a formação da massa que passa por centrífuga. O mel é separado dos cristais de açúcar. O primeiro é conduzido ao processo de produção do álcool e o segundo prossegue para o secador.

Os cristais que chegam ao secador tem umidade de 1% e, para retirá-la, há um processo de aquecimento do ar interno e ventilação forçada. Este processo é monitorado sistematicamente em laboratórios para que o produto possa ser armazenado na forma correta.

Enfim o produto é armazenado em sacos que são pesados e encaminhados para o depósito.

2.1.5 – Produção de Álcool

As primeiras etapas para a produção do álcool são semelhantes às das produção de açúcar, o caldo chega ao destilador de forma idêntica. Posteriormente, é adicionado leveduras ao mosto (como é chamado o caldo destinado à fermentação) para que ocorra a fermentação nas dornas. Esse processo dura entre 6 e 10 horas (UDOP, 2010). Após esse período, todo o açúcar deverá ter sido consumido e se transformado em vinho fermentado e gás carbônico (CO2).

O vinho é conduzido à centrífuga para separá-lo do fermento e é enviado para as 4 torres de destilação da usina (FIGURA 6) onde as substâncias voláteis presentes são separadas, por possuírem diferentes pontos de ebulição. Essa etapa é importante porque o vinho fermentado possui baixa concentração de álcool (7o a 10o GL) e na destilação (repetindo-se este processo nas 4 torres) consegue-se obter a concentração desejada. Por fim, o álcool hidratado é produzido e, como subproduto, tem-se a vinhaça. O produto obtido pode ser enviado para os tanques do parque industrial para posteriormente ser vendido ou passar por um processo de desidratação, transformando-se no álcool anidro.

Para a produção de aguardente, o vinho fermentado passa por uma coluna específica de destilação de aguardente e segue para tanques de armazenagem. A próxima etapa é a comercialização do produto.

A equação química ocorrida na fermentação alcoólica é dada por:

C6H12O6 => 2C2H5OH  +  2CO2  +  ENERGIA

 glicose  => álcool etílico + gás carbônico + energia.

2.2 – Destinação dos subprodutos

2.2.1 – Bagaço da cana

O bagaço da cana, proveniente da etapa da extração do caldo, é direcionado para as caldeiras, onde ocorre a sua queima e o vapor obtido é transformado em energia para alimentar a usina, processo conhecido como bioenergia. Na Companhia Alcoolquímica, existem duas turbinas geradoras, uma de condensação (Westinghouse) e outra de compressão (TGM). Durante o período da safra, a indústria consegue ser autossuficiente e até exportam os excedentes para a Companhia Energética de Pernambuco (CELPE).

2.2.2 – Torta de filtro

A torta é utilizada como alimentação de animais ou adubo, podendo ser empregado no cultivo da própria cana-de-açúcar, pois é um resíduo rico em minerais e matéria orgânica

2.2.3 – Fermento

O fermento obtido a partir da fermentação e separado na centrifugação, pode seguir para a secagem, dando origem a levedura seca, uma fonte de proteína usada em alimentação animal e humana.

2.2.4 – Gás carbônico

O CO2 adquirido na fermentação é recolhido e enviado para a casa de gás. A empresa Carbogás, pertencente ao Grupo JB, faz a purificação do gás, retirando a cor, sabor e odor, deixando-o em condições adequadas para uso alimentício. Assim, passa por um processo chamado de criogenia (alta pressão e baixa temperatura) para ser comercializada como gelo seco.

2.2.5 – Vinhaça

O subproduto é constituído, principalmente, de água, sais, sólidos em suspensão e solúveis e é retirada numa proporção de 12 litros para cada litro de álcool. Pode ser utilizado (desde que tenha o pH neutralizado) como fertilizante agrícola, porém é um poluente.

Em 2012 o Grupo JB inaugura a primeira indústria produtora de bioenergia a partir da vinhaça, visando um desenvolvimento mais sustentável.

2.3 – Efluente

O efluente da usina é devidamente tratado, resfriado e, estando de acordo com a resolução do CONAMA n0 430/2011, é descartado no rio Pirapama (FIGURA 7).

2.3 – Projeto

O Grupo adotou mais uma medida verde: “formou uma joint venture com a SAT (See Algaeag Technology) para implantação de indústria para fabricação de biodiesel e etanol tendo algas marinhas como matéria prima.” (LINS, 2012). A ideia era, além da produção, aproveitar as emissões de CO2 das caldeiras da Companhia Alcoolquímica Nacional, para diminuição da poluição. O projeto seria pioneiro e contaria com uma fazenda vertical de algas marinhas geneticamente modificadas.

3 – CONCLUSÃO

A visita técnica, apesar do imprevisto e de ter apenas acesso às áreas externas da usina, foi muito proveitosa. Pôde-se observar, na prática, o funcionamento de uma usina de cana-de-açúcar e assim absorver mais fácil o assunto ministrado em sala de aula.