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Março 2019
S-PAA CHEGA TAMBÉM ÀS PLANTAS DE ETANOL DE MILHO Com ‘estreia’ neste ano em unidade de biocombustível do cereal, Sistema de Otimização em Tempo Real passa a contemplar mais rotas produtivas de etanol A capacidade de oferta de etanol no Brasil pode dobrar até 2030, impulsionada pela ampliação de investimentos no setor e pela entrada em vigor do RenovaBio, conforme estudo da Empresa de Pesquisa Energética (EPE). A EPE analisou cenários para a oferta de etanol no Brasil nos próximos 11 anos, que preveem uma elevação na capacidade de oferta de 43 a 54 bilhões de litros de etanol. A oferta consolidada atualmente é de 27 bilhões. O aumento na oferta para os próximos anos previsto pela EPE leva em conta a produção de etanol de primeira e segunda gerações e etanol feito a partir do milho. O etanol feito de milho pode alcançar uma produção de até 3,4 bilhões de litros em 2030. Existem dois processos principais para produção do etanol a partir do milho: moagem a seco e moagem úmida. Ambos os processos procuraram transformar o amido do grão de milho em açúcares mais simples e, em seguida, fermentar o açúcar para produzir etanol. Para isto os grãos são moídos para expor o amido. O milho moído é misturado com água para formação do mosto e aquecido. Neste processo o grão de amido absorve água, a parede celular se rompe e o amido gelatiniza e no final do processo se liquefeita pela ação combinada do calor e da enzima alfa amilíase. A conversão do amido em açúcares fermentáveis é feita via hidrólise por adição enzimas. Dextrose A alfa amilíase é a enzima que quebra o amido para produzir dextrose (carboidrato simples), enquanto a maltose é produzida beta amilíase. Junto com a glucoamilase a conversão do amido pode chegar a 100% em glicose. A fermentação é feita via adição de micro-organismos (leveduras) capazes de produzir álcool. As leveduras devem ter uma alta relação entre o álcool produzido e o açúcar disponível, alta velocidade de fer-
FLUXOGRAMA DE PRODUÇÃO DE ETANOL DE MILHO
MILHO
SISTEMA RECUPERAÇÃO ÓLEO (BOS)
ÓLEO DE MILHO
SEPARAÇÃO (SGT)
FIBRA
ÁGUA
LIQUEFAÇÃO
MOAGEM
FERMENTAÇÃO ENERGIA TÉRMICA
RECUP. ÓLEO
EVAPORAÇÃO
mentação, alta tolerância ao álcool, tolerância a altas temperaturas e estabilidade. O tempo de fermentação pode variar de acordo com o micro-organismo, pH e temperatura, entre outros aspectos. O rendimento da fermentação vai depender de vários fatores químicos, físicos e microbiológicos. O mosto fermentado é purificado através da destilação. “Vinhaça especial” O subproduto do processo resulta em “vinhaça especial”, que submetida à separação por centrifugação gera três materiais: uma de natureza sólida, óleo e “água”. A parte sólida pode ser utilizada como ração animal (Dried Destiller Grains with Solubles – DDGS). O óleo em estado bruto pode ser comercializado para a indústria de refino para fabricação do óleo de milho ou queimado para gerar energia. A “água” pode ser utilizada como adubo orgânico na lavoura como fonte de fósforo.
DESTILAÇÃO
ETANOL
REC. PROTEÍNA
PROTEÍNA
DECANTADOR
DDGS
O processo produção de etanol de milho pode ser integrado ou não a usinas de cana tradicionais e após a fermentação, o processo de destilação é bastante similar ao da cana. A vantagem desta integração é o aproveitamento do bagaço como matéria prima para geração de energia térmica, já que o milho não gera biomassa para produzir a energia necessária ao seu processamento. Estas usinas denominadas “flex”, que processam a cana-de-açúcar ou o milho na mesma planta, possibilitam também uma maior taxa de ocupação da infraestrutura existente, notadamente no período da entressafra. Assim como em plantas de processamento de cana-de-açúcar, a eficiência operacional e mitigação de perdas durante o processamento é de fundamental importância para garantir a viabilidade econômica destas plantas, o que leva a uma expansão sustentável como a esperada no estudo da EPE. Tecnologia avançada Também como no caso das
plantas de cana, o mercado de etanol de milho conta com o S-PAA, uma ferramenta de simulação e otimização on-line dos processos sucroenergéticos que atualmente é a mais avançada tecnologia de gestão industrial, uma vez que é o único RTO (Real Time Optimization, que significa Otimização em Tempo Real) para usinas e plantas de produção de etanol de milho. Em plantas de etanol de milho, o S-PAA além de otimizar em tempo real os processos de fermentação e destilação, que é muito similar ao processamento em usinas tradicionais, a ferramenta também gerencia on-line o processamento a carga de milho que a planta irá processar buscando maximizar os processos de liquefação e conversão enzimática de acordo com os gargalhos operacionais em dado momento e, principalmente garantir que a carga seja compatível com a capacidade de absorção de açúcar na fermentação. Novamente nestas plantas o S-PAA traz para a operação do dia-a-dia uma atuação otimizada com foco no aumento de rendimento global do processo, direcionando a operação a gerenciar localmente os set-points com base nas restrições locais, mas garantindo o máximo rendimento e mitigação de perdas da planta como um todo. O S-PAA já é atualmente uma ferramenta consolidada no mercado sucroenergético com mais de 30 plantas instaladas ou em fase final de instalação, e resultados que trouxeram o retorno no investimento sempre em menos de 90 dias. Dentre as implementações do S-PAA previstas pela Soteica para 2019 destaca-se o primeiro projeto para gerenciamento e otimização em tempo real de uma Unidade Processadora de Grãos (UPG). A alta flexibilidade da ferramenta em modelar sistemas complexos e a comprovada geração histórica de valor tem estimulado as empresas a incorporarem o S-PAA já na etapa do projeto básico, indicando que teremos de 2 a 4 UPG’s modeladas em 2020.