Simulação de destilação para produção de etanol hidratado

Abstract

No contexto atual de busca do desenvolvimento sustentável, é possível reduzir as emissões de dióxido de carbono para a atmosfera através da substituição dos combustíveis fósseis por etanol. As mudanças dos preços do petróleo e a inevitabilidade do esgotamento das reservas de combustíveis fósseis são outros fatores que tornam essa substituição importante. O processo de obtenção de etanol a partir de biomassa inclui quatro etapas principais: pré-tratamento da matéria-prima, obtenção do substrato para fermentação, fermentação e destilação. O vinho que resulta da fermentação é composto principalmente por água e etanol, além de outros componentes em quantidades bem menores. As diferenças de volatilidade entre esses componentes tornam possível a sua separação por meio da operação de destilação. Este trabalho teve como objetivo simular a operação de destilação no processo de produção de álcool etílico hidratado, com o uso de duas colunas. Utilizou-se o software de simulação Aspen PLUS® V8.8 e a corrente de alimentação proveniente do reator de fermentação foi representada como uma solução real, incluindo não apenas os seus dois principais componentes (água e etanol), mas também os principais componentes minoritários nela presentes, com o objetivo de obter resultados com maior acurácia. A corrente de produto obtida se encontra em conformidade com os padrões de qualidade exigidos, com aproximadamente 93,73% de etanol em fração mássica e quantidades muito reduzidas (inferiores a 0,0004%) dos componentes minoritários levados em consideração. Por meio de uma análise de sensibilidade, verificou-se que a razão de refluxo utilizada na segunda coluna deve ser igual ou superior a 1,8 para que o conteúdo de etanol no produto obtido seja satisfatório.