Etanol produção

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    22-Nov-2014

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  • 1. Produo de EtanolCARACTERSTICAS lquido incolor cheiro caracterstico, voltil, inflamvel e solvel em gua ponto de ebulio: 78C baixo ponto de fuso: -144,1CUSOS solvente na fabricao de tintas, lacas, vernizes e perfumes combustvel preparao de produtos farmacuticos desinfetante fluido trmico em termmetros abaixo dos -40C produto de partida para vrias snteses orgnicas: por oxidao origina acetaldedo e depois cido actico pode ser desidratado para formar ter pode ser usado na sntese do butadieno (borracha sinttica) _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 2. Produo Mundial de Etanol Combustvel _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 3. Produo de Etanol no Brasil _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 4. Custos Associados Produo de Etanol CUSTOS DE PRODUO (Earth Trends Update, Maro 2007): Cana de Acar - U$ 0,34 / L Milho - U$ 0,50 / L Celulose - U$ 1,10 / L _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 5. Processos Industriais de Produo de Etanol1. HIDRATAO DIRETA DO ETILENO CH2=CH2 + H2O C2H5OH (H2980= - 45kJ/mol) Catalisador: H3PO4 em suporte de slica _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 6. Processos Industriais de Produo de Etanol2. HIDRATAO INDIRETA DO ETILENO _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 7. Processos Industriais de Produo de Etanol3. FERMENTAO _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 8. Composio das Matrias-PrimasCALDO DE CANA DE ACAR:MELAO:62% de acares (32% de sacarose, 14% de glicose, 16 % frutose)20% de gua8% de cinzas3% de matrias nitrogenadas7% de outros componentes (gomas e cidos) _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 9. Composio das Matrias-PrimasMILHO: 59 - 70% de extrativos no nitrogenados 9 - 15% de gua 1,5 - 8,5% de material celulsico 1,3 - 4% de cinzasRESDUOS CELULSICOS (PALHA DE CANA DE AUCAR): Celulose 45,1% Hemicelulose 25,6% Lignina 12,7% Outras Matrias Orgnicas 4,3% Cinzas 8,0% Umidade 9,7% _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 10. Tratamento das Matrias-Primas 1. SACARNEAS (cana de acar) Matria-prima Lavagem Moagem bagao caldo Sanitizao Correo de pH Fortificao Filtrao Melao Diluio _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 11. Tratamento das Matrias-Primas 2. AMILCEAS (milho) Matria-prima Lavagem Cominuio Cozimento Fortificao hidrolisado Sacarificao Liquefao Correo de pH_________________________________________________________________________________EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 12. Tratamento das Matrias-Primas 3. CELULSICAS Matria-prima Cominuio Sacarificao Lignina Neutralizao hidrolisado Fortificao_________________________________________________________________________________EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 13. Alguns Microrganismos ProdutoresBACTRIAS:Zymomonas mobilisErwinia amylovoraSpirocaheta litoralisThermanaerobacter ethanolisLEVEDURAS:Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces ellipsoideusSchizosaccharomyces pombe_________________________________________________________________________________EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 14. Metabolismo C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 15. Produtos de Fermentao _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 16. Preparo do Inculo LINHAGENS SELVAGENS x SELECIONADAS_________________________________________________________________________________EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 17. FermentaoFASES:a) lag adaptao celularb) tumultuosa grande liberao CO2c) final pequena quantidade de acar (0,5%); baixa produo CO2FORMAS DE CONDUO:BateladaSemi-contnuoContnuo (mltiplo estgio / reciclo clulas) CONDIES Processo exotrmico pH = 4.5 a 5.0 tempo de processo 24h CONTROLES Substrato consumido (inicial e final) Etanol produzido Pureza da fermentao _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 18. Recuperao (A) destilao (B) destilao + retificao (A) (C) destilao + retificao + desidratao (B) 97,2% Destilao Descontnua (ou simples): Cabea gua, etanol, bases volteis, aldedos e cidos Corao gua e etanol com menores impurezas volteis Cauda gua, etanol, impurezas menos volteis (lcoois superiores) _________________________________________________________________________________ EQB353 Microbiologia Industrial Escola de Qumica / UFRJ
  • 19. Recuperao (A) destilao (B) destilao + retificao (C) destilao + retificao + desidratao