INTRODUO

UNIGRANRIO

LCOOL ANIDRO

Monique VasconcelosMatrcula: 5900026

Paola Mendes

Matrcula: 5900053

Suelen Pinheiro

Matrcula: 5900003

Vivian Salles

Matrcula: 5900051DUQUE DE CAXIAS2015

1.Introduo

Etanol e lcool etlico so sinnimos. O etanol (CH3CH2OH), tambm chamado lcool etlico - na linguagem popular, simplesmente lcool - uma substncia orgnica obtida da fermentao de acares, hidratao do etileno ou reduo a acetaldedo, encontrado em bebidas como cerveja, vinho e aguardente, bem como na indstria de perfumaria.

No Brasil, tal substncia tambm muito utilizada como combustvel de motores de exploso, constituindo assim um mercado em ascenso para um combustvel obtido de maneira renovvel e para o estabelecimento de uma indstria de qumica de base sustentada na utilizao de biomassa de origem agrcola e renovvel. Alm do uso caseiro e industrial, o etanol tornou-se uma molcula estratgica para a economia brasileira, pois uma alternativa energtica vivel, uma vez que o Brasil tem tradio e conhecimento na produo desses biocombustveis para a substituio gradativa do petrleo.

Na produo do etanol, no entanto, necessrio diferenciar o etanol anidro (lcool etlico anidro) do etanol hidratado (lcool etlico hidratado). Logo, pode ser classificado da seguinte maneira:

lcool hidratado: apresenta um teor alcolico entre 92,6 e 93,8 , com cerca de 5 a 7% de gua, sendo utilizado nos motores a lcool e bicombustvel (flex).

lcool anidro: apresenta um teor alcolico de 99,3 , com cerca de 0,5% a 0,7% de gua apenas, sendo utilizado misturado gasolina, numa proporo entre 20 % e 25 %;na industria farmacutica de cosmticos.

Na produo industrial do etanol, o tipo hidratado o que sai diretamente das colunas de destilao. Para produzir o etanol anidro, necessrio utilizar um processo adicional que retira a maior parte da gua.Essa a etapa da desidratao, no qual podem ser utilizadas diversas tcnicas. Um delas a desidratao em que um solvente colocado ao lcool hidratado mistura-se apenas com a gua, sendo os dois sendo evaporados juntos. Outros sistemas, chamados peneirao molecular e per vaporao, utilizam tipos especiais de peneiras que retm apenas as molculas da gua.

A matria-prima utilizada como base para os clculos para a produo de etanol (nesta anlise) a cana-de-acar (Saccharum officinarum), que largamente utilizada no pas.

As leveduras (Saccharomyces cerevisae) tambm integram o rol das matrias-primas, utilizadas na fase de fermentao do processo de produo.2.Processo de Fabricao

O etanol produzido basicamente por fermentao, atravs das leveduras do caldo extrado da cana-de-acar.

Aps a fermentao, o produto passa por vrias etapas at a destilao, para retirar o excesso de gua e finaliz-lo para ser aplicado como um biocombustvel.

O processo de fermentao alcolica predominante no pas o de batelada alimentada com o reciclo total do agente de fermentao, o qual permite maior produtividade em relao ao processo descontnuo. O processo de fermentao contnua em mltiplos estgios, com reciclo de boa parte do fermento tambm contribui para o aumento da produtividade.Fases da produo

Figura 1 - Fluxograma do processo (feito pelo grupo atravs do software Bizagi)

Recepo: Depois de queimada e cortada, a cana-de-acar transportada para a indstria em caminhes e tratores, cuja descarga feita pelo tombador, que despeja a matria-prima.

Transporte: Realizado atravs das pontes rolantes, que possuem garras capazes de transportar uma grande quantidade de matria-prima.

Lavagem: Aps a colocao da matria-prima sobre a mesa de alimentao, esta devidamente lavada com gua corrente para a remoo das impurezas.

Corte e desfibrao: Uma vez limpa, a matria-prima cortada e desfibrada, atravs de cortadeiras ou desfibradores. Tal fase produz minsculos fragmentos que facilitam a extrao do caldo.Peneiramento: Visa a reduo das partculas leves (bagacilho) e pesadas (areia, terra etc). Os equipamentos utilizados so peneiras e hidrociclones, os quais conseguem eficincia de 70 a 85%, dependendo do teor de slidos na alimentao, condies de operao, abertura de telas etc. As principais vantagens de sua utilizao so, sobretudo, a reduo de entupimento e de desgastes em outros equipamentos, vlvulas e bombas.Extrao do caldo: Ocorre a extrao do caldo com o uso das moendas, atravs de uma transportadora que pode ser um lenol de borracha com um eletrom acoplado, para a extrao de metais ferrosos que poderiam causar danos s moendas.

Pasteurizao: O caldo extrado submetido a aplicao da temperatura de at 100 C durante 1 min, seguido do resfriamento at 35 C, eliminando microrganismos indesejveis para a posterior fermentao.Calagem: O tratamento de caldo com hidrxido de clcio (cal) no somente provoca a floculao e favorece a decantao das impurezas, mas tambm protege os equipamentos contra a corroso. Em relao ao pH a ser alcanado, quanto mais se aproxima de 7, maior a remoo de nutrientes do caldo e o excesso de cal pode afetar o crescimento da levedura em cultura. O pH do caldo decantado ideal quando atinge a faixa entre 5,6 e 5,8, pois no provoca remoo significativa de nutrientes e diminui a ao corrosiva do caldo sobre os equipamentos, alm de favorecer a reduo do nmero de microrganismos contaminantes.Aquecimento: Realizado pelos aquecedores ou trocadores de calor, com temperaturas de at 105 C, onde o vapor saturado aplicado na parte externa dos tubos onde h a circulao do caldo.

Decantao: Consiste na sedimentao das partculas atravs dos decantadores, que geralmente tem um formato cilndrico vertical e diviso em cmaras, onde ocorre a decantao do produto. Filtragem: Ocorre a filtragem do lodo, formando a torta, na qual a parte liquida retorna para o processo de decantao.Evaporao e concentrao: Consiste na remoo da gua atravs da evaporao do caldo, elevando a sua concentrao de slidos dissolvidos para a obteno do maior teor alcolico possvel, alm da obteno do xarope, que sero fermentados.Resfriamento: A temperatura do caldo que alimenta a dorna um fator importante no rendimento da fermentao. O sistema de resfriamento de dorna projetado para manter a temperatura de fermentao e no para resfriar o caldo. Portanto, o caldo proveniente do tratamento deve ser resfriado a temperaturas convenientes por um equipamento adicional antes de ser direcionado alimentao das dornas.Fermentao: Consiste na transformao do caldo clarificado em vinho, atravs das reaes bioqumicas de fermentao, atravs da utilizao das dornas. Centrifugao e extrao do fermento: Depois, ocorre a separao do fermento atravs da centrifugao, que ser diludo com gua tratada e cido sulfrico podendo ser usado nas fermentaes subsequentes.Destilao: o vinho com teor alcolico entre 8 e 9 GL e isento de leveduras segue para a destilao, atravs das colunas de destilao ou similares, onde ocorre a concentrao inicial de 50 GL na primeira coluna, 96 GL na segunda coluna.

Desidratao: Na coluna de desidratao, o ciclohexano adicionado no topo. Este produto tem a capacidade de formar uma mistura azeotrpica ternria, ciclohexano-gua-lcool, com ponto de ebulio inferior ao do lcool anidro, portanto o lcool retirado no fundo da coluna com aproximadamente 99,7GL. Esta mistura azeotrpica ternria retirada do topo condensada e encaminhada a um decantador instalado na parte superior do corpo da coluna, onde se formam duas fases, uma superior, rica em ciclohexano, que retorna coluna, e outra inferior, rica em gua, que enviada coluna de recuperao de ciclohexano.

Medio e armazenamento: O produto final medido nos tanques medidores e depois bombeado para os tanques de armazenamento.Resduos do processo: O bagao, que um dos resduos da extrao do caldo, segue para as caldeiras onde queimado para a gerao de vapor que gera energia de forma limpa e renovvel.

Assim, boa parte da energia consumida pela indstria gerada de forma local, reduzindo custos. Nessa fase do processo, a chamin e a peneira so responsveis pela lavagem dos gases gerados na queima do bagao, evitando o lanamento de partculas slidas na atmosfera, contribuindo assim para a preservao do meio ambiente.

Por outro lado, todo o resduo particulado recuperado por peneiramento e utilizado para a compostagem no campo.

Existe tambm o spray, onde a gua resfriada para ser reutilizada no processo de produo.Como j foi apresentado anteriormente, obtm-se certos resduos que tanto podem ser aproveitados pela prpria indstria ou usina de etanol, como podem ser fornecidos para outras empresas, como matrias-primas para a produo de outros produtos.

Logo, pode-se considerar a utilizao dos seguintes resduos: Restos de matria-prima: as pontas de cana-de-acar podem ser usadas como rao animal.

Bagao: pode alimentar as caldeiras da prpria indstria ou usina para a gerao de energia (vapor), juntamente com a palha (folhas secas).

Vinhaa: pode-se extrair um composto nutrimental, que pode ser transformado em rao para animais de pequeno e mdio porte. Caso receba um tratamento biolgico, uma parte pode ser transformada num fertilizante natural rico em nitrognio e potssio, e a outra parte pode ser usada diretamente como complemento para adubao do solo. Torta: pode ser utilizada para a compostagem e tambm como fertilizante.

guas residuais: pode-se tratar e reaproveitar estes resduos na prpria indstria ou usina. Por outro lado, no existe a presena de metais pesados e tambm no so corrosivas. Se forem utilizadas lagoas artificiais, estas sero construdas com mantas protetoras para evitar a percolao, eroso e contaminao do lenol fretico.

Gases: o nico resduo gasoso o anidrido carbnico gerado na fase de fermentao, cuja quantidade muito pequena para agredir a atmosfera. Por outro lado, pode ser usado para a produo de gelo seco.3.Anlise de Mercado

Situao do produto no mercado interno e externo e os principais participantes do mercado:

O mercado do etanol praticamente dominado por empresas de grande porte, logo, j existe uma grande concorrncia no setor. Por outro lado, os fatores ambientais e a elevao dos preos do petrleo, favorecem a expanso do mercado de combustveis derivados da biomassa no pas, com destaque para o etanol.

Atualmente, o Brasil o maior produtor mundial de etanol utilizado como combustvel em automveis, representando uma alternativa diante de combustveis fsseis, como a gasolina e o diesel.

Alm disso, o pas lidera tambm a produo mundial de cana-de-acar, o que movimenta vrios bilhes de dlares por ano, representando uma menor dependncia do petrleo estrangeiro.

Na ultima dcada, o Brasil tem liderado o mercado mundial da produo de cana, contribuindo com 33% da produo mundial (514 milhes de toneladas), seguido pela ndia, cuja produo j alcana 23% (356 milhes de toneladas) em 2007 (Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento & FAO, 2009).

Figura 2: Principais pases produtores de cana-de-acar

Atualmente, aproximadamente 50,1% da produo de cana anual do Brasil so utilizadas para produzir etanol, seguida por 49,9% utilizados para produo de acar destinado ao consumo interno e exportao (Barros, 2008).

As regies com maior concentrao da produo so as regies sudeste com 60% e nordeste com 11%. Assim, o estado de So Paulo e Minas Gerais, seguidos de Pernambuco e Alagoas, Gois e Paran, nesta ordem, so os estados com maior produo de cana-de-acar, assim como acar e etanol consequentemente, dentro do parque industrial.

Figura 3: Exportaes brasileiras de etanol (Fonte: Ministrio da Agricultura ltima atualizao: 2015)Produo de etanol anidro e hidratado por regio e estado (Fonte: MAPA/Sapcana- ultima atualizao: 2013)Produo de Etanol (mil boe / dia)Ano

ProdutoRegioEstado200120022003200420052006200720082009201020112012

Etanol AnidroRegio Centro-OesteGois2,102,333,973,263,814,304,675,224,507,307,468,44

Mato Grosso2,843,334,974,402,963,363,893,622,802,823,394,89

Mato Grosso do Sul 2,222,172,261,782,252,132,212,432,503,724,494,96

Regio Centro-Oeste Total7,177,8411,209,459,029,7910,7611,279,7913,8415,3518,28

Regio NordesteAlagoas3,613,032,462,892,672,512,914,093,812,533,743,56

Bahia 0,330,440,320,460,890,670,890,910,450,610,680,81

Cear-------0,01----

Maranho0,680,800,870,900,390,961,461,241,131,461,521,39

Paraba1,040,861,400,871,871,121,551,931,621,401,471,51

Pernambuco1,661,531,792,522,602,061,892,681,641,641,881,81

Piau0,060,120,190,160,150,530,270,340,370,340,360,33

Rio Grande do Norte0,180,690,550,280,620,690,210,420,360,540,530,54

Sergipe0,280,310,330,290,290,330,240,290,160,130,200,44

Regio Nordeste Total7,857,787,918,379,478,879,4211,929,548,6410,3810,39

Regio NorteAmazonas0,010,00----------

Par0,150,170,320,390,310,490,310,200,040,060,170,23

Tocantins----0,040,10-0,01-0,050,781,14

Regio Norte Total0,160,170,320,390,350,590,310,210,040,110,951,37

Regio SudesteEsprito Santo0,760,951,061,241,761,151,991,281,111,071,321,15

Minas Gerais3,393,063,973,384,055,976,425,825,066,147,658,71

Rio de Janeiro0,250,460,410,610,830,320,280,380,10---

So Paulo43,5248,1861,1753,0055,5750,2652,1663,0442,7750,0849,9455,33

Regio Sudeste Total47,9252,6566,6158,2462,2157,7060,8470,5249,0457,3058,9265,19

Regio SulParan3,664,094,944,293,504,573,704,473,842,903,774,04

Etanol Anidro Total66,7672,5290,9880,7484,5581,5185,0398,3972,2582,7989,3799,28

Etanol HidratadoRegio Centro-OesteGois1,772,082,782,744,354,577,1512,3816,9322,8219,6223,13

Mato Grosso3,063,363,153,654,384,884,885,475,415,825,355,03

Mato Grosso do Sul 1,692,132,542,404,044,396,637,1010,9415,2812,0014,58

Regio Centro-Oeste Total6,527,568,468,8012,7713,8518,6624,9533,2843,9236,9742,74

Regio NordesteAlagoas2,803,473,534,493,633,304,014,954,243,323,612,55

Bahia 0,230,160,180,190,190,290,560,520,730,710,380,91

Cear0,010,010,000,000,010,010,010,070,110,040,090,04

Maranho0,090,060,060,090,110,200,500,610,590,390,310,23

Paraba1,371,371,321,591,731,482,142,142,391,831,861,87

Pernambuco1,241,531,661,521,291,132,132,993,112,381,861,42

Piau0,130,120,040,040,060,140,100,110,050,020,020,01

Rio Grande do Norte0,300,670,320,380,390,290,360,470,830,500,450,38

Sergipe0,250,290,300,340,390,310,130,290,860,690,781,04

Regio Nordeste Total6,437,677,418,637,797,159,9212,1412,909,889,358,45

Regio NorteAcre---------0,010,030,04

Amazonas0,020,040,040,050,060,060,080,080,050,070,060,04

Par0,110,100,040,050,080,110,100,250,320,180,220,11

Rondonia--------0,090,110,120,09

Tocantins----0,000,02-0,020,020,120,340,48

Regio Norte Total0,130,140,090,090,140,190,180,350,480,490,780,76

Regio SudesteEsprito Santo0,570,600,490,470,460,480,891,261,311,050,690,69

Minas Gerais1,942,624,024,305,286,9411,7316,3718,0220,9413,6911,95

Rio de Janeiro0,390,620,651,020,840,600,940,891,030,700,820,68

So Paulo28,2630,7228,2037,0944,8061,0885,66105,19109,40110,9170,0964,55

Regio Sudeste Total31,1634,5733,3642,8851,3969,1099,22123,71129,76133,6085,2977,86

Regio SulParan5,795,757,277,576,568,6315,6414,6815,3414,6610,389,20

Rio Grande do Sul 0,050,060,060,050,030,060,070,060,020,060,070,02

Regio Sul Total5,845,817,337,626,598,6915,7114,7415,3614,7110,459,22

Etanol Hidratado Total50,0855,7456,6568,0178,6998,97143,69175,90191,78202,61142,83139,03

Grand Total116,84128,27147,62148,75163,24180,49228,72274,28264,03285,40232,20238,31

Figura 4: Grfico da produo de etanol anidro e hidratado por regio e estado (Fonte: MAPA/Sapcana - 2013)

Demanda do produto e valor de mercado:A indstria canavieira mostra um rpido crescimento e expanso conforme incrementa a demanda da cana, acar e etanol no mercado brasileiro e o mercado internacional. No futuro, se observar um maior crescimento da industria, para atender a crescente demanda por etanol, satisfazer as grandes necessidades de acar domestico e ampliar as exportaes de acar.

Salienta-se que hoje, a produo se concentra na regio sudeste e nordeste, mas j se dissemina por todo o territrio brasileiro e praticamente todos os estados j produzem cana.

Figura 5: Fonte 5ANP/SAB. Dados at 2006, conforme a Portaria CNP n 221/1981. Dados a partir de 2007, conforme Resoluo ANP no 17/2004.

Figura 6: Fonte ANP/CDC (Levantamento de Preos e de Margens de Comercializao de Combustveis).4.Localizao

O estado com maior recurso hdrico, sem duvida o Amazonas. Entretanto, se tornaria invivel devido falta de matria-prima e mo de obra.

A regio nordeste, possui estados com grandes produes de matria-prima (cana-de-acar), entretanto a regio com maior escassez de gua.

A regio sudeste j foi a mais indicada, por possuir os dois recursos, gua e cana-de-acar, entretanto, atualmente, passa por escassez de recursos hdricos (gua e energia eltrica).

Logo, apesar da concorrncia significativa, o estado mais indicado para a instalao da planta de fabricao atualmente seria o Paran.

O aumento de 25% para 27% de etanol na gasolina deve incrementar o mercado de lcool anidro em at 1,2 bilho de litros por ano e o Paran poder abocanhar 10% dessa nova demanda, cerca de 120 milhes de litros. A previso da Associao dos Produtores de Bionergia do Estado do Paran (Alcopar). A presidente Dilma Roussef assinou este ano uma resoluo que autoriza a comercializao da nova composio.

O Paran responde hoje por cerca de 7,5% do mercado sucroalcooleiro no Pas e tem 28 usinas em funcionamento, cada uma gerando cerca de 1,5 mil empregos. Miguel Tranin, presidente da Alcopar, diz que a produo de etanol na safra 2014/15 chegou a 1,6 bilho de litros, sendo a maior parte (1,77 bilho de litros) de hidratado, o lcool puro. O anidro, que entra na composio com a gasolina, alcanou 528,78 milhes de litros, crescimento de 11,9% em relao safra anterior.

Alguns fatores, como a queda no preo do acar no mercado externo e o aumento no consumo de combustveis, impulsionaram a produo do etanol anidro no Estado. Para Tranin, a confirmao da medida veio em um prazo suficiente para garantir o planejamento das indstrias, uma vez que o anidro tem custo maior de produo. Ele defende que o aumento da mistura traz benefcios para o setor, para os consumidores e para a economia do Pas.

Outros incentivos federais, como isenes de determinados impostos, impulsionam a fabricao de etanol no s no Paran, mas no pas (Fonte: sindicombustiveis.com.br). 5.Disposies financeiras

Considerou-se uma indstria de pequeno porte, onde o objetivo realizar um processo simples, barato e de alta produtividade.

Portanto, a representao de custos referente empresa de produo de lcool anidro, considerando as estimativas mencionadas, totalizou: R$478,06 milhes.

EquipamentosR$ 21,1 milhes4,41%

MaterialR$ 118,1 milhes24,70%

Mo-de-obraR$ 28,86 milhes6,03%

TransporteR$ 11,10 milhes2,32%

Custo operacionalR$ 280,0 milhes58,57%

EngenhariaR$ 18,9 milhes3,95%

Nota: Os valores obtidos partir deste estudo foram estimados, baseados em pesquisas relacionadas produo de lcool de anos anteriores.Margem de erro de 0,02%Custos estimados:

Sada de caixa inicial = R$-478,06 milhesSada de caixa ao ano = R$95,612 milhes

Entrada de caixa ao ano = 191,224 milhes

TMA (taxa mnima de atratividade) ao ano = 12%

Obs.: Iremos estimar o tempo de 4 anos para realizar a anlise do valor presente lquido (VPL) da empresa de produo de lcool anidro.

VPL = VALOR INVESTIMENTO + VALOR 1ANO + VALOR 2ANO + VALOR 3ANO + VALOR 4ANO ( 1+ i )1 ( 1 + i)2 ( 1 + i)3 ( 1 + i)4VPL = -478,06 + 191,224 + 191,224 + 191,224 + 191,224 (1+12)1 (1+12)2 (1+12)3 (1+12)4VPL = -478,06 + 580,816Portanto:

VPL = 102,756 milhes

A partir do estudo financeiro acima, onde foi utilizado o VPL (valor presente lquido) como critrio econmico de deciso, avaliou-se que economicamente vivel o investimento na produo de lcool anidro, considerando as estimativas do processo acima, pois o valor de VPL totalizou-se maior que zero, dando lucratividade ao investimento.6.Cronograma

Um fluxograma do processo j apresentado anteriormente j indicava as etapas do processo, levando em conta desde a colheita da cana at a obteno do produto final (j dentro da usina) e armazenamento para venda. Contudo, anlises indicam que a colheita ocorre de Abril Dezembro de cada ano, tendo como entre safra de Janeiro Maro. Como no foram encontrados dados especficos com esta referncia, ficaria programado assim:Janeiro - O processo de produo de lcool anidro iria parar, visto que a safra est no final, iniciando um processo de limpeza de maquinrio e paralisao;

Fevereiro - Ms de paralisao total, sem safra de cana e com pausa para maquinrio;

Maro - Retorno das equipes de limpeza de maquinrios, ajustes e controle dos processos;

Abril - Retorno de todas as atividades dentro da Usina, com nova safra e iniciando, assim, mais uma safra e um processo produtivo.

O cronograma pode ser descrito, resumidamente, segundo tabela abaixo:MsProcessos ocorrendoObservaes

JaneiroParalisao da produo de lcool e inicio da limpeza de maquinrioPrimeiro ms de entre safra

FevereiroParalisao totalSegundo ms de entre safra

MaroRetorno de equipes de limpeza e controle de maquinrios e processosTerceiro ms de entre safra

AbrilRetorno completo das atividadesInicio de uma nova safra/ nova colheita

MaioAtividades normalizadasSafra normal

JunhoAtividades normalizadasSafra normal

JulhoAtividades normalizadasSafra normal

AgostoAtividades normalizadasSafra normal

SetembroAtividades normalizadasSafra normal

OutubroAtividades normalizadasSafra normal

DezembroAtividades normalizadasUltimo ms de safra

7.Referncias Bibliogrficas

http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/36917/000793112.pdf?sequence=1http://www.cnpms.embrapa.br/sorgosacarino/rubensSTASS.pdfhttp://canaldoprodutor.com.br/sites/default/files/relatorio_Custos_Prod_Cana_2011_12.pdfhttp://www.novacana.com/usina/evolucao-setor-melhorias-proporcionadas-pela-pd/http://www.novacana.com/usina/modelo-usina-producao-etanol/http://200.189.102.61/SIEE/dashboard/ProducaoDeEtanolAnidroHidratadoPorRegiaoUFhttp://sindicombustiveis.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=5460:aumento-do-etanol-na-gasolina-amplia-mercado-no-parana&catid=1:recentes&Itemid=28Processos de produo do lcool etlico de cana-de-acar e os possveis reaproveitamentos dos resduos resultantes do sistema

Claudio Cezar Meneguetti, Silvana Mezaroba e Profa. Dra. Andra Machado Groff

Produo De lcool A Partir Do Caldo Da Cana De Acar - MAIARA FERNANDA GONALVES HOLZSOLUO TCNICA ETANOL - Associao Brasileira da Indstria de Mquinas e Equipamentos - Sindicato Nacional da Indstria de Mquinas

Analise do mercado e estimao das demandas de cana-de-acar, acar e etanol brasileiro Elizabeth Rojas Levi

http://contaazul.com/blog/o-que-e-fluxo-de-caixa/http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_97_22122006154841.html