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BRAZIL INDUSTRIAL SOLUTIONS
SOLUÇÕES EM PROJETOS E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS
 
     
 
DESTILARIAS DE ETANOL DE AMILÁCEOS
 

OBJETO

Usinas de etanol a partir de amiláceos, como mandioca, batata doce, batata inglesa, inhame, milho e outros, cuja produção pode ser diretamente da matéria-prima ou da matéria semi-processada em farináceos ou amido produzido de forma integrada na unidade.

O etanol (álcool etílico) obtido com graduações de 94o a 98o GL é destinado para a produção de bebidas destiladas, química fina e outros fins industriais, cuja demanda no mercado brasileiro e internacional é atrativa para o investimento. Em locais afastados dos centros fornecedores de combustíveis, como em várias regiões da amazônia e extremo oeste do Brasil, é possível viabilizar o uso carburante do bioetanol a partir de amiláceos.

A unidade industrial permite também o aproveitamento dos resíduos sólidos (torta protéica) para co-produto de fabricação em diversas finalidades.

VANTAGENS DA IMPLANTAÇÃO DO PROJETO

1) Uso intensivo e destino certo da produção agrícola.
2) Possibilidade de consorciamento agrícola de plantio com outras culturas, inclusive perentes.
3) Aproveitamento de 100 %, inclusive de tubérculos não classificados rejeitados na colheita.
4) Geração de empregos nas zonas rurais com efeito econômico direto local.

FABRICAÇÃO INTEGRADA DE FÉCULA E BIOETANOL

O projeto permite a implantação de unidade integrada para produção de bioetanol e amido. Isto significa que é possível não somente produzir o bioetanol como também o amido como um dos objetos comerciais da unidade industrial.

CONCEITO DO PROCESSO

O processo utilizado é o da conversão enzimática do amido gelatinizado em açúcares fermentecíveis.

PRODUTOS, CO-PRODUTOS E SUB-PRODUTOS

PRODUTOS PRINCIPAIS

Etanol (álcool etílico), graduações de 94o a 98o GL, para fins industriais, bebidas e/ou uso carburante.
Amido industrial para venda no mercado atacado e/ou exportação.

APROVEITAMENTO ECONÔMICO DE RESULTANTES DO PROCESSO

1) Vinhaça (Vinhoto)

* Produção de farelo de alto teor protéico para complemento de alimentação humana.
* Ração animal a partir do vinhoto concentrado (torta proteica).
* Fertilizante natural (fertirrigação) ou processado.

2) Gás Carbônico

* Carga de extintores de incêndio.
* Gaseificação de refrigerantes.
* Fabricação de bicarbonatos.
* Gelo seco.

3) Ramas

As ramas são fonte de amido que pode ser convertido em álcool. Também podem ser aproveitadas como fertilizantes ou combustível da caldeira da unidade industrial.

INFRA-ESTRUTURA NECESSÁRIA E FATORES SOCIAIS

TERRENO E LOCALIDADE

Terreno com área compatível, de preferência com inclinação.

ÁGUA

Curso de água ou poço subterrâneo.

OUTROS FATORES INDISPENSÁVEIS

1) Estradas ou ruas de acesso para transporte da matéria prima e escoamento da produção diária.
2) Comunicação disponível (telefone, internet, etc).
3) Energia elétrica.

EMPREGOS DIRETOS E INDIRETOS

Pessoal qualificado em química e administração. Pessoal técnico operacional treinado.

PRODUTIVIDADE

Em média a mandioca com teor de fécula em base seca de 25% a 28% produz cerca de 150 litros de álcool por tonelada de tubérculo.

Com o uso de leveduras modificadas o processo permite aumentar ainda mais a produtividade da conversão em até 20%, isto é a até 180 litros de álcool por tonelada de raiz. A produtividade média brasileira é de aproximadamente 45 t/ha por safra. Com essa produtividade a mandioca torna-se competitiva na produção do álcool frente à cana de açúcar. É preciso destacar, entretanto, que a destinação mais apropriada do etanol da mandioca é para a química fina ou para bebidas.

CONSUMO MÉDIO DE MATÉRIA PRIMA

 
MATÉRIA PRIMA CONSUMO DIÁRIO (t) CONSUMO MENSAL (t)
Mandioca - Batata 72 - 84 2.160 - 2.520
Farináceos 36 - 40 1.080 - 1.200
Amido Puro 17 - 20 510 - 600
Dados para módulo industrial com capacidade 10.000 l/24h de etanol.
 
TECNOLOGIA E VIABILIDADE ECONÔMICA

A tecnologia é mundialmente consagrada, tendo como processo central a sacarificação enzimática do amido. Viabilidade econômica comprovada pela venda simultânea da produção de álcool, de amido e do conteúdo proteico resultante da torta de vinhoto. Todos os produtos têm demanda nos mercados interno e internacional.

Uma unidade para produção de 50.000 litros diários tem seu retorno de investimento em aproximadamente 30 meses, cerca de dois anos e meio.

UNIDADES QUE COMPÕEM A DESTILARIA

RECEBIMENTO E ALIMENTAÇÃO DE MATÉRIA PRIMA

1) Pesagem e controle de entrada de matéria prima
2) Recebimento e transferência
3) Lavagem
4) Moagem (Cominuição)

HIDRÓLISE E SACARIFICAÇÃO

1) Homogeneização
2) Cozimento (tratamento térmico)
3) Sacarificação

FERMENTAÇÃO

1) Multiplicação de leveduras
2) Pré-fermentação e fermentação
3) Recuperação do álcool arrastado no gás carbônico
4) Separação de sólidos no vinho (opcional)

DESTILAÇÃO

1) Coluna de destilação
2) Coluna de retificação
3) Coluna de desidratação (opcional para produção de álcool anidro)

TANCAGEM

1) Estocagem de álcool hidratado
2) Estocagem de álcool de segunda
3) Estocagem de outros líquidos
4) Plataforma de carregamento

UTILIDADES

1) Geração e distribuição de vapor
2) Abastecimento, reservação, tratamento e distribuição de água
3) Sistema de resfriamento de água
4) Produção, reservação, tratamento e distribuição de ar comprimido
5) Subestação de medição, rebaixamento e distribuição de energia elétrica

LABORATÓRIO

1) Análise de tubérculos
2) Análise físico-química de álcool (opcional)
3) Controle e garantia da qualidade (opcional)

TRATAMENTO (ÁGUA E EFLUENTES)

1) Tratamento de água para Caldeira
2) Desidratação do vinhoto (alternativa retirada da torta protéica)
3) Tratamento dos efluentes

SEGURANÇA INDUSTRIAL

1) Sistema de proteção e combate a incêndio
2) Extintores de incêndio

ADMINISTRAÇÃO, MATERIAIS E MANUTENÇÃO


1) Escritório central
2) Refeitório
3) Vestiários e banheiros
4) Ambulatório
5) Almoxarifado de materiais e insumos
6) Oficina de manutenção (mecânica, elétrica e construção civil)

MEIO AMBIENTE

Pela concepção do projeto sob o conceito SMS (Segurança, Meio Ambiente e Saúde), que atende a legislação (federal e estaduais), o empreendimento não exercerá impacto ao meio ambiente da região. Com o aproveitamento racional do principal efluente, a vinhaça, e o reaproveitamento das águas residuárias, a planta lançará de volta no curso hídrico apenas um despejo tratado e compatível com a diluição prevista em lei.

Outra característica importante da planta é que os efluentes não contêm metal pesado e não são corrosivos. Além disso, na disposição final por lagoas, estas serão construídas dentro de padrões de engenharia, com mantas protetoras para evitar percolação, erosão e contaminação do lençol freático.

O gás carbônico será aproveitado em engarrafadoras de refrigerantes, fabricação de bicarbonatos, cargas de extintores de incêndio, produção de gelo seco, entre outros fins.

Assim, a usina não contribuirá para o agravamento do efeito estufa na atmosfera porque o anidrido carbônico não será lançado no meio ambiente.

EFLUENTES RESULTANTES DO PROCESSO INDUSTRIAL

ÁGUAS RESIDUÁRIAS E EFLUENTES

Em razão do alto teor em água contido nos tubérculos (mandioca, batatas, etc.), o processo industrial produz grande quantidade de águas residuárias: água da prensagem, água de lavagem da massa, e água de pré-lavagem das raízes. Essas águas residuárias somadas são conhecidas como água vegetal.

O nosso projeto permite a reciclagem da água vegetal, o que permite reduzir o consumo geral de água utilizada no processo industrial como um todo.

1) Água Vegetal

Cerca de 60% da massa contida nas raízes é água, conhecida como água vegetal. No processo de cominuição e desidratação parte dessa água é extraída levando consigo algum teor em amido (amido residual), fibras, resíduos e minerais.

A água vegetal contém minerais como fósforo e potássio, importantes na adubação agrícola. A sua aplicação no solo deve ser feita com acompanhamento especializado para evitar implicações indesejáveis nas características do solo ou, pela infiltração, gerar impactos no lençol freático do local.

Outro uso possível é a biodigestão do açúcar presente no amido residual, contido na água vegetal, para produzir o gás metano, que devidamente manipulado pode servir de fonte energética para a própria unidade industrial como combustível das caldeiras de vapor ou de secadores. Essa alternativa, entretanto exige um projeto mais bem elaborado e deve ter sua viabilidade econômica estudada cuidadosamente.

Uma terceira aplicação da água vegetal é o aproveitamento do amido residual que é perdido na prensagem, destinando-o para a produção de etanol. Essa alternativa é feita sempre que seja possível contrabalançar a viabilidade técnica e econômica.

2) Águas de Lavagem de Raízes e da Massa

Essas águas carregam quantidades razoáveis de nutrientes que podem ser reutilizados em fertirrigação. No caso da água de lavagem das raízes, sua reutilização deve ser feita pelo retorno ao processo de lavagem, após o tratamento adequado para retirada de resíduos (pedriscos, talos, etc.) e da lama. Já a água de lavagem da massa deve ter seu reuso estudado caso a caso nas unidades industriais.

VINHOTO (VINHAÇA, VINHOTE, RESTILO, TIBORNA)

Como na fabricação do etanol a partir da cana-de-açúcar, também na produção a partir de amiláceos o vinhoto é o principal efluente. O vinhoto é o resíduo da destilação do vinho fermentado, cuja quantidade varia entre 10 a 14 litros por litro de álcool produzido na unidade industrial quando se usa vapor direto na coluna de destilação.

Com o uso de trocador de calor na coluna de destilação, processo conhecido como vapor indireto, o volume de vinhaça é muito menor.

A carga poluente do vinhoto (DBO e outros materiais) é muito alta (cerca de 20.000 a 40.000 mg/l), portanto não pode ser lançado diretamente nos cursos de água. Nas usinas de álcool de cana a principal utilização do vinhoto hoje em dia é sua aplicação direta nas plantações da cana-de-açúcar. Esse processo é conhecido como fertirrigação. Nas destilarias de álcool a partir da mandioca esse procedimento pode também ser adotado.

REAPROVEITAMENTO DO VINHOTO NO PROCESSO INDUSTRIAL

1) Retorno de parte do vinhoto diretamente para o processo, na operação de homogeneização para a hidrólise. Normalmente a recirculação é de cerca de 20 a 30% do total retirado da coluna, fato que contribui para a redução do volume da vinhaça na etapa final do processo.

2) Retorno, após ser neutralizado para um pH mínimo de 6, para a unidade de alimentação diretamente no cominuidor de raízes.

3) Retorno para substituir parte da água de lavagem dos tubérculos.

Vantagens: (1) Redução do volume de água necessário no processo e (2) redução do volume de vinhoto a ser tratado no final.

INDUSTRIALIZAÇÃO DA TORTA DO VINHOTO COMO FONTE DE PROTEÍNA

Em razão do alto teor protéico contido no vinhoto, este pode ser uma fonte de renda no faturamento da unidade industrial, inclusive como um dos produtos principais. Devidamente concentrado em processo de desidratação, com a torta resultante pode-se produzir desde ração animal até complemento para alimentação humana.
 
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