RESUMO

A separação de produtos é parte essencial da grande maioria dos processos químicos industriais, e a destilação é a técnica de separação mais utilizada para separar componentes de uma mistura que apresentam diferentes graus de volatilidade, onde os componentes mais voláteis vaporizam-se primeiro, passam por um condensador, se liquefazem e são retirados como produto. As colunas de destilação são compostas por gomos cilíndricos superpostos com separações transversais, chamados de pratos. O líquido percorre a coluna de um prato para outro através de canais de descida em direção à base da coluna, enquanto o vapor sobe borbulhando através do líquido. O vapor flui ascendentemente devido a pressão ser menor na parte superior da coluna. Já o líquido flui contra esse gradiente de pressão positiva. O vapor passa através das perfurações existentes nos pratos, e a operação gás/líquido promove um íntimo contato entre as duas fases fluidas, permitindo a difusão interfacial de seus constituintes, levando à separação e purificação. A coluna de destilação possui um refervedor que produz o vapor que sobe pela coluna, e um condensador, que condensa os vapores que chegam ao topo da coluna. Deste, parte retorna para o topo da coluna como refluxo e o restante é retirado como produto. O objetivo do projeto é avaliar diferentes parâmetros operacionais a fim de otimizar a produção de bioetanol e o consumo energético durante o processo. O desenvolvimento da destilação é influenciado por condições chamadas de variáveis reais, pois o processo é dependente dos valores destas. Dentre estas tem-se: razão de refluxo, pressão e porcentagem alcoólica inicial da mistura. Para analisar a influencia de cada uma dessas variáveis e obter um processo mais vantajoso em relação a gasto energético e maior quantidade de álcool produzida, essas condições são alteradas a cada experimento, de acordo com delineamento composto central rotacional (DCCR), que propôs 17 ensaios com os 5 diferentes valores para cada variável real. O testes são realizados e há o monitoramento das temperaturas do aparelho de destilação: temperaturas do condensador, alambique, destilador e deflegmador, para que o comportamento dessas seja avaliado. A partir de cada experimento, são obtidas as variáveis respostas: tempo de start-up, volume de etanol, vazão de produto de topo em (L/h) e º GL do destilado. Adotando o tempo como variável determinante, o melhor ensaio dos realizados até o momento, foi o de valor de refluxo ¾, pressão 0,7 e % alcoólica inicial de 6,21 º GL, produzindo 15 litros de etanol a 92 º GL em 140 minutos.

Palavras-chave: Bioetanol, Destilação, Biocombustíveis