O etanol, derivado dela, traz reduções de até 90% nas emissões de gases causadores

do efeito estufa, se comparado aos combustíveis convencionais.

Na década de 1970 com o advento da crise econômica, geopolítica e da possibilidade

de esgotamento de petróleo, os países dependente da importação de combustível,
buscaram novas alternativas energéticas. No Brasil, decretou-se em 1975 a criação do
Programa Nacional do Álcool - PROALCOOL, que teve alguns anos de ascensão, pelo
aumento de destilarias e comercialização de carros movidos com mistura de etanol.

Devido ao aumento do preço do barril de petróleo, da possibilidade de esgotamento e

necessidade de utilização de energia limpa e renovável.

o etanol tem sido considerado como alternativa para diminuir os impactos ambientais
por eles causados. Por todas suas vantagens, o uso de álcool combustível apresenta
papel importante, por todas as etapas que em que é produzido até o consumo. Sendo
representativo na geração de empregos, a exploração do solo e de recursos hídricos
ocorre de forma harmoniosa, e a poluição do ar é menos prejudicial comparado ao
combustível proveniente de fontes não renováveis

cana-de-acucar CANA-DE-AÇÚCAR E ÁLCOOL COMBUSTÍVEL: HISTÓRICO,

SUSTENTABILIDADE E SEGURANÇA ENERGÉTICA

A limitação crescente da disponibilidade de matéria-prima fóssil, as consecutivas altas

dos preços do petróleo e o aumento da relevância da sustentabilidade como diretriz de
negócios e norteador de políticas de desenvolvimento são razões que vêm motivando
fortemente o desenvolvimento de polímeros provenientes de fontes renováveis.
polietileno_20verde Polietileno Verde do Etanol da Cana-de-açúcar Brasileira:
Biopolímero de classe mundial

Cana de Açúcar, Etanol e Amido

Segundo a Braskem (2013), a cana-de-açúcar é um exemplo de cultura renovável e
versátil, que pode ser utilizada como fonte de energia limpa e matéria-prima de
produtos. O Brasil é hoje o maior produtor mundial de cana-de-açúcar. O etanol é
uma fonte de energia renovável, o desempenho do etanol brasileiro é superior. O
etanol da cana gera 9,3 unidades de energia renovável para cada unidade de energia
fóssil consumida em sua produção. Com o milho nos EUA, a energia renovável gerada
pelo etanol produzido é 1,4 e com a beterraba na Europa, 2,0.
413-Texto do artigo-2163-1-10-20131008 ESTUDO DE NOVOS POLÍMEROS
BIODEGRADÁVEIS PARA A APLICAÇÃO NO SEGMENTO DE UTILIDADES
DOMÉSTICAS

Nas crises de abastecimento de petróleo, a importância da biomassa se

evidenciou pela utilização de seus derivados como álcool, gás de madeira,
biogás e óleos vegetais nos motores de combustão. Atualmente, os recursos
de biomassa são extremamente promissores, uma vez que são
generalizadas, barata e disponível na maioria dos países. A biomassa já
constitui cerca de 10% da demanda mundial de energia primária, e é usado
principalmente em aplicações ineficientes e tradicionais nos países em
desenvolvimento (FAO GBEP, 2007; U.S. Energy Information Adminstration,
2009).

No Brasil, a cana-de-açúcar é uma das maiores monoculturas agrícolas,

sendo a área cultivada com cana-de-açúcar correspondente a 8,43 milhões
de ha (COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO, 2011). Ao produzir
álcool e açúcar, o processamento da cana gera vários subprodutos, como a
palha, o bagaço, a torta de filtro, a vinhaça e águas residuais. Estima-se
que para cada tonelada de cana colhida geram-se 140 kg de bagaço e
também 140 kg de palhas (LABAT; GONÇALVES, 2008; SAAD et al., 2008).
A safra de cana-de-açúcar do Brasil de 2010/2011 foi de 623,9 milhões de
toneladas, segundo estimativas do Governo Federal (COMPANHIA NACIONAL
DE ABASTECIMENTO, 2011).
Além disso, o total de bagaço gerado no processamento da cana para este
ano está estimado em aproximadamente 87 milhões de toneladas. A grande
parte desse bagaço é aproveitada como fonte de energia dentro da própria
usina que, atualmente, já se tornaram auto-suficientes em geração de vapor
e energia elétrica através da combustão do bagaço. Com uma eficiência de
80 a 85% na combustão, um excedente da ordem de 10% tem sido gerado
em usinas que utilizam caldeiras de baixa pressão e um excedente de 30%
que pode chegar a 50% em usinas com caldeiras mais modernas de alta
pressão (maior que 20 atmosferas), segundo Gonçalves (informação
pessoal) .
1

Para um país tropical como o Brasil, os substitutos naturais do petróleo serão

os biocombustíveis, principalmente o etanol. Desde a criação do Pró-Álcool
(Programa Nacional do Álcool) na década de 1970 o Brasil vem demonstrando
a viabilidade de substituir os derivados do petróleo por biocombustíveis. Hoje,
mais de 80% da frota nacional de veículos rodam ou somente com bioetanol
ou com a mistura de gasolina e etanol.
O etanol pode ser produzido de diferentes matérias-primas, tais como os
materiais ricos em açúcares (cana-de-açúcar ou beterraba), em amido
(milho) e os lignocelulósicos (biomassa vegetal). Atualmente, grande parte
da produção de etanol é proveniente da cana-de-açúcar (Brasil) e do milho
(Estados Unidos), porém, em médio prazo será inviável atender a crescente
demanda de etanol com as tecnologias correntes (CHENG; TIMILSINA,
2011).
BIT 12005 Estudo de alternativas de pré-tratamento e hidrólise do
bagaço e palha de cana-de-açúcar para obtenção de etanol a partir
de celulose

Ethylene is the primary component in most plastics, making it economically valuable. It

is produced primarily by steam-cracking of hydrocarbons, but can alternatively be
produced by the dehydration of ethanol, which can be produced from fermentation
processes using renewable substrates such as glucose, starch and others. Due to
rising oil prices, researchers now look at alternative reactions to produce green
ethylene, but the process is far from being as economically competitive as using fossil
fuels
materials-06 Ethylene Formation by Catalytic Dehydration of Ethanol with
Industrial Considerations
Os biopolímeros são polímeros ou copolímeros produzidos a partir de matérias-primas
de fontes renováveis, como: milho, cana-de-açúcar, celulose, quitina, e outras [2]. As
fontes renováveis são assim conhecidas por possuirem um ciclo de vida mais curto
comparado com fontes fósseis como o petróleo o qual leva milhares de anos para se
formar. Alguns fatores ambientais e sócio-econômicos que estão relacionados ao
crescente interesse pelos biopolímeros são: os grandes impactos ambientais
causados pelos processos de extração e refino utilizados para produção dos polímeros
provenientes do petróleo, a escassez do petróleo e aumento do seu preço.
Outro fator preponderante é a não biodegradabilidade da grande maioria dos polímeros
produzidos a partir do petróleo, pois contribui para o acúmulo de lixo plástico sem
destino apropriado que levará de dezenas a centenas de anos para ser novamente
assimilado pela natureza.
222-1014 Biopolímeros, Polímeros Biodegradáveis e Polímeros Verdes

A partir do etanol são produzidos o Plástico Verde e o ETBE (um tipo de biocombustível)
(BRASKEM, 2013).

Polímeros Verdes
Para os polímeros verdes vários autores utilizam, de acordo com a Revista Eletrônica
de Materiais e Processos (2011), o adjetivo verde para se referirem a polímeros que
durante sua síntese, processamento ou degradação produzem menor impacto
ambiental que os polímeros convencionais. Segundo o Pensalab (2013), possui as
mesmas características dos polímeros sintéticos, porém sua síntese é feita a partir de
matéria prima renovável.

2.5.1 Polietileno Verde

Segundo a Braskem (2013), o polietileno verde é um plástico produzido a partir do
etanol de cana-de-açúcar, uma matéria-prima renovável, ao passo que os polietilenos
tradicionais utilizam matérias-primas de fonte fóssil, como petróleo ou gás natural. Por
esta razão, o polietileno verde captura e fixa gás carbônico da atmosfera durante a sua
produção, colaborando para a redução da emissão dos gases causadores do efeito
estufa. O polietileno verde mantém as mesmas propriedades, desempenho e
versatilidade de aplicações dos polietilenos de origem fóssil, o que facilita seu uso na
cadeira produtiva do plástico. Por este mesmo motivo, também é reciclável dentro da
mesma cadeia de reciclagem do polietileno tradicional. O etanol da cana-de-açúcar
passa por um processo de desidratação e é transformado em eteno verde. O eteno
verde segue para as plantas de polimerização onde é transformado no polietileno
verde, o plástico de cana-de-açúcar.

413-Texto do artigo-2163-1-10-20131008 ESTUDO DE NOVOS POLÍMEROS

BIODEGRADÁVEIS PARA A APLICAÇÃO NO SEGMENTO DE UTILIDADES
DOMÉSTICAS

O primeiro polietileno verde, PE verde, foi produzido no Brasil, a partir do etanol da

cana-de-açúcar. A tecnologia foi desenvolvida no Centro de Tecnologia e Inovação da
Braskem (www.braskem.com.br), empresa brasileira que atua no setor petroquímico.
O produto foi certificado por um dos principais laboratórios internacionais, o Beta
Analytic, como contendo 100% de matéria-prima renovável [28-31].
222-1014

2.1.2. Preparação de cana

A cana-de-açúcar é picada em uma série de facas e trituradores que promovem a
abertura das células e levam a uma camada de cana uniforme, produzindo um
material adequado para a etapa subsequente (extração do suco). Anteriormente à
extração, um ímã é usado para remoção de metal.

2.1.3. Extração de açúcares

A extração de suco no Brasil é realizada principalmente em usinas, que consistem em
conjuntos de três a cinco rolos onde a cana é prensada, separando o suco do bagaço
(fração fibrosa dos caules da cana). Geralmente grupos de quatro a seis moinhos em
série (conjuntos de rolos) são empregados, com o bagaço da primeira moenda sendo
alimentado na moenda subseqüente e assim por diante; água quente para embebição
é adicionada no último conjunto, aumentando a recuperação de açúcar no suco. Suco
produzido no último tandem é usado como embebição para aumentar a extração de
açúcares no tandem anterior, e assim por diante até o terceiro conjunto em tandem. O
caldo de cana é enviado para uma tela, onde uma fração das fibras arrastadas com o
suco é removida e reciclada para o segundo moinho para a recuperação de açúcares.
Normalmente, o suco da primeira usina é enviado para a produção de açúcar porque
contém maior pureza do açúcar, enquanto o suco obtido na segunda usina (chamado
suco misto) é desviado para a produção de etanol.
As usinas e outros equipamentos na preparação da cana são geralmente acionados
por turbinas a vapor, que exigem mais energia como vapor do que energia elétrica em
motores elétricos eficientes.

Os difusores também podem ser usados na extração de suco com maior recuperação
de açúcar e menor consumo de energia do que o conjunto de moagem (Palacios-
Bereche et al., 2014a).

2.1.4. Sistemas de cogeração

As usinas de cana-de-açúcar utilizam atualmente um sistema de cogeração baseado
no ciclo Rankine, no qual o bagaço de cana é queimado na caldeira, produzindo vapor
que é expandido em turbinas acopladas a geradores elétricos; O vapor de exaustão de
turbinas é utilizado como fonte de energia térmica para as diversas operações
unitárias do processo de produção de açúcar e etanol. A maioria das instalações usa
apenas turbinas a vapor de contrapressão, que limitam a quantidade de combustível
que pode ser queimado para suprir a demanda de vapor do processo (Serra et al.,
2009).
Até o final da década de 1990, os sistemas de cogeração empregados nas usinas
foram projetados apenas para atender às necessidades de energia térmica do
processo de produção de açúcar e etanol, queimando todo o bagaço disponível e
produzindo pouca ou nenhuma eletricidade excedente. A desregulamentação do setor
de energia no Brasil na década de 1990 criou condições para que as usinas e outros
produtores de eletricidade vendessem sua eletricidade para a rede, promovendo uma
modernização das instalações de cogeração existentes (Leal et al., 2013). Os moinhos
modernos substituíram as caldeiras de baixa e baixa eficiência por caldeiras de média
e alta pressão (42 a 90 bar) (Seabra e Macedo, 2011). Sistemas com turbinas a vapor
de extração por condensação permitem a maximização da produção de eletricidade, já
que a quantidade de vapor produzida não precisa corresponder à necessária para
fornecer energia térmica para o processo, pois o excesso de vapor pode ser
condensado (Dias et al., 2011a) .
Como o processo é endotérmico, a utilização de vapor d’água como fluido inerte de
aquecimento na proporção de 2:1 a 3:1 (vapor:etanol) para o transporte do etanol aumenta
a massa de troca térmica da corrente e faz com que a diminuição de temperatura do reator
seja mais bem controlada. Este controle é importante porque a formação de eteno é
altamente favorecida acima de 360°C enquanto que abaixo de 300°C observa-se elevada
produção indesejada de éter etílico. Além disso, o uso de vapor d’água misturado à corrente
de etanol faz com que haja redução na formação de coque sobre o catalisador, aumentando
sua vida útil e seu rendimento (BARROCAS e LACERDA, 2006).

Outra variável crítica desta fase do processo, já brevemente comentada no parágrafo

anterior, é a temperatura de reação. Observa-se conversão de etanol acima de 99% e
seletividade molar de eteno entre 97 e 99% para temperaturas de entrada do reator entre
450 a 500°C. Níveis superiores a estes não oferecem grandes melhorias de conversão, porém
baixas temperaturas (< 350°C) favorecem a formação de éter etílico, reduzindo
significativamente o rendimento da reação desejada (KOCHAR, MERIMS e PADIA, 1981).
[DA ROS]