A cana-de-açúcar é uma das mais importantes culturas produzidas no Brasil desde o período colonial, servindo como matéria-prima para produtos essenciais para a sociedade. Do açúcar que adoça nosso café ao combustível que move nossos veículos, a transformação da cana possibilita o desenvolvimento tecnológico e econômico das indústrias brasileiras e do agronegócio. Saiba como ocorre o processo de fabricação do etanol e como as bombas helicoidais se fazem presentes!
Da cana-de-açúcar ao etanol
Desde de a década de 1970, com a criação do Programa Nacional do Álcool (Proálcool), que visava diminuir a dependência do Brasil ao petróleo internacional, a fabricação de biocombustíveis, em especial o etanol, foi impulsionada. Isto criou um setor sucroalcooleiro extremamente consolidado e competitivo, que coloca o Brasil como o maior produtor e exportador, com um market share de 35%.
Atualmente, o setor novamente foi impulsionado pela necessidade da redução da pegada de carbono, seja através dos veículos flex-fuel ou mesmo pela tendência de utilização massiva de veículos híbridos a etanol. Estes últimos permitem gerar uma equação de emissão zero de carbono, ou seja, a quantidade emitida pelo motor à combustão é a mesma utilizada para produzir o biocombustível.
A transformação da cana-de-açúcar em etanol, também chamado de álcool etílico, ocorre através de processos de moagem, fermentação e decantação. Os dois principais tipos de etanol utilizados atualmente são o anidro (com apenas 0,5% de água) e hidratado (com até 5% de água). O segundo é utilizado diretamente como combustível, enquanto o primeiro serve de componente para a produção de tintas, solventes e mais.
Vale destacar que esta transformação da cana em biocombustível pode ocorrer em primeira geração (E1G) ou em segunda geração (E2G), conforme explicaremos abaixo. Em suma, este biocombustível é obtido pela fermentação de açúcares como sacarose, glicose e frutose, além de cereais presentes na cana-de-açúcar.
Fabricação do etanol E1G
A principal diferença entre a primeira e a segunda geração do etanol está relacionada com qual parte da cana é utilizada para a sua produção. Estima-se que uma tonelada de cana pode produzir até 80 litros de etanol de primeira geração, que é fabricado a partir do caldo. Cerca de 70% da matéria se transforma em caldo, com o restante tornando-se o que chamamos de bagaço. E é justamente este bagaço que é utilizado na fabricação do etanol E2G.
O processo industrial da fabricação do etanol E1G consiste em:
- Moagem – a cana que chega na indústria é moída por rolos, produzindo um líquido chamado melaço;
- Eliminação de impurezas e clarificação – o melaço passa por processos de decantação e por peneiras para retirar possíveis impurezas, recebendo então o nome de caldo clarificado. Parte deste caldo é utilizada para a produção de açúcar e outra parte é destinada para o etanol E1G;
- Fermentação – um fermento de leveduras é misturado ao caldo, onde microorganismos quebram as moléculas de açúcar, produzindo etanol e gás carbônico, formando o chamado vinho fermentado;
- Destilação – este vinho, com cerca de 10% de teor alcoólico, passa por um processo de destilação em colunas, onde é aquecido até evaporar e separar o etanol do restante dos líquidos. Nesta etapa, é produzido o etanol hidratado, com cerca de 96% de grau alcoólico, utilizado em combustíveis;
- Desidratação – nesta etapa, o etanol hidratado é transformado em anidro a partir da retirada de quase toda a água presente em sua composição.
Após, o etanol E1G está pronto para ser armazenado e distribuído para utilização em diversos segmentos industriais ou mesmo como combustível automotivo. Este processo, se comparado com a gasolina, reduz em até 80% a emissão de gases do efeito estufa (GEE) na atmosfera.
Fabricação do etanol E2G
Como já citado acima, o etanol E2G é fabricado a partir do bagaço da cana, um residual do processo de produção do etanol E1G. A partir de técnicas como pré-tratamento e hidrólise, é possível acessar os açúcares que ainda estão presentes nas fibras da cana-de-açúcar, permitindo o reaproveitamento deste resíduo.
A transformação dos açúcares do bagaço em etanol E2G ocorre de forma praticamente similar à do E1G. Além disso, quando comparado à gasolina, o índice de redução na emissão de gases de efeito estufa (GEE) é de 93%.
As bombas helicoidais na transformação do açúcar
Seja para a produção do etanol E1G ou para o E2G, um dos equipamentos industriais mais utilizados nestes processos de fabricação do etanol é a bomba helicoidal. Ela é aplicada no bombeamento de líquidos viscosos, como o melaço e o magma durante a moagem e a levedura durante a fermentação, na dosagem de produtos químicos e no lodo decantador, com resíduos do processo de produção do biocombustível.
A utilização das bombas helicoidais se dá muito em função do design especial em forma de rosca, que permite bombear tais substâncias durante as etapas do processo. Por serem equipamentos que operam por um longo período, principalmente de março a novembro, em etapas essenciais como o bombeamento, é fundamental contar com um estoque de estatores e rotores para substituição de peças.
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