ARTIGO DO MUNIR SOBRE "OSMOSE"

OSMOSE E OSMOSE REVERSA POSSIBILIDADES DE APLICAÇÃO NA PRODUÇÃO DE ÁLCOOL

Produção de álcool
O processo de fabricação do álcool no Brasil utiliza como matéria-prima a cana-de-açúcar.
Após a lavagem a cana é preparada para a moagem onde será extraído o caldo. O processo nas moendas é repetido por várias vezes com adição de água aumentando-se a eficiência da extração.Da moagem resultam o caldo e o bagaço.
O bagaço é destinado às caldeiras onde é queimado para gerar energia para o complexo industrial.
.
O caldo extraído na moenda é um caldo impuro chamado de caldo misto que necessita passar por um processo de clarificação que consiste em bombeá-lo para aquecedores entre 90 e 105 graus centígrados sendo decantado para a retirada de sólidos em suspensão, o caldo é sulfitado e caleado no processo chamado dosagem, facilitando a precipitação de substâncias coloidais. Após a dosagem o caldo é enviado para os clarificadores que retém o caldo por algumas horas para que ocorram reações de floculação e precipitação de materiais em suspensão retirados em forma de lodo.

.
O caldo clarificado é resfriado para seguir para o processo de fermentação que transforma os açúcares em álcool (etanol). A fermentação é regulada em 30*C O mosto fermentado é chamado de vinho. O vinho é centrifugado separando-se o fermento do vinho. O vinho sem levedura contem 9,5% de álcool e impurezas líquidas. Como o álcool tem um ponto de ebulição menor que o da água é possível separar os dois por um processo de destilação. Na destilação do vinho aparece um subproduto importante para a lavoura: a vinhaça que tratada de forma adequada é utilizada na chamada fertirrigação por asperssores

OSMOSE E OSMOSE REVERSA

Entendimento:

Osmose é um fenômeno físico químico encontrado na natureza, que ocorre quando duas soluções de concentrações salinas diferentes estão separadas por uma membrana semipermeável. A água da solução mais diluída tende naturalmente a passar para a solução mais concentrada.

O fluxo de água doce através da membrana semipermeável, pelo fenômeno da osmose, provoca um aumento no volume da água salgada, formando-se uma coluna de água e a conseqüente pressão hidrostática. O fluxo se interrompe ao se atingir uma situação de equilíbrio. A pressão hidrostática de equilíbrio é denominada pressão osmótica.

Osmose Reversa

A água salgada é pressurizada em pressão superior a pressão osmótica natural, o fluxo se inverte e a membrana passa a se comportar como um filtro permeando-se através dela somente água pura.
São separadas as impurezas, colóides e sais em suspensão ou dissolvidos.

Este é o processo já utilizado na marinha brasileira para transformação da água salgada em água potável substituindo com vantagens em consumo de energia e produção os grupos destilatórios.
Atualmente o sistema de água doce do submarino Tikuna é de osmose reversa, igualmente o do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo cuja vazão é de 20m3/h com uma potência instalada de 30hp.
Nosso veleiro Cisne Branco também a utiliza.

CONCLUSÃO

O processo de destilação do vinho da cana assemelha-se ao processo tradicional de destilação utilizado para a produção de água potável. Ambos utilizam o aquecimento para separação dos componentes de uma mistura por vaporização e condensação. Na obtenção do álcool o vinho que contem 9,5% de álcool é aquecido e o etanol é obtido pela emissão em forma de vapor e posterior condensação.
Como a água e o álcool constituem uma mistura azeotrópica, o limite de vaporização do álcool é atingido na destilação tradicional até a concentração máxima de 96,5*GL. (álcool hidratado).
A solução encontrada é a utilização da destilação azeotrópica que consiste em adicionar ao álcool hidratado um componente químico normalmente derivado do petróleo que neutraliza o limite da mistura inicial de álcool e água permitindo alcançar a concentração bastante próxima do álcool puro (álcool anidro). Algumas destilarias ainda utilizam o benzeno, tóxico e cancerigíno e que vem sendo substituído pelo ciclohexano. Ambos os processos de destilação necessitam de um grande dispêndio de energia.

Utilizando a pressão e a membrana adequada para a separação das moléculas do vinho de cana das do etanol é possível aplicar-se o processo de osmose reversa em substituição ao processo de destilação padrão, com ganhos em produtividade e menor consumo de energia.

Os bio-combustíveis são hoje apontados como uma das melhores alternativas para minimizar os efeitos climáticos globais causados pela queima dos combustíveis fósseis.

Assim a utilização da osmose reversa na produção de álcool dada à similitude do processo empregado para produção de água doce, faz com acreditemos na sua viabilização. Para que o Brasil mantenha sua liderança mundial na produção de etanol é necessário buscar novas tecnologias de produção.
PS:
As últimas informações recentemente recebidas esclarecem que o processo de osmose reversa com utilização de peneiras moleculares (membranas) zeólitas, já vem sendo utilizado para a produção de álcool anidro, (menos que 20% da produção total). Embora seja o que consuma menos energia exige mais investimento inicial.
Cerca de 65% utilizam ainda o processo de destilação com alcano cíclico para romper a mistura azeotrópica álcool-água e que consome demasiada energia.

Referências: Larousse Cultural; Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo; Liquisep; Water Enterprises Comercial Ltda; Perenne; UDOP; Usina Ester; Kurita Soluções em Engenharia de Tratamento de Água. Revista Química e Derivados – EDITORA QD; Instituto de Tecnologia do Paraná.
Munir Alzuguir CMG ref.