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aula 1a destilação industrial introdução

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Prof. Clauber Dalmas Rodrigues [email protected] vinho é o resultado da fermentação do mosto, cujos açúcares foram transformados em etanol pelas leveduras (fermento).  O vinho não é uma mistura pura de água e álcool, mas sim uma mistura de diversos componentes.VinhoA composição do vinho varia em função do teor de açúcar do mosto, da composição da matéria prima com o qual é preparado o mosto (caldo direto ou melaço), da capacidade e do tipo de fermento utilizado, das

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Vinho

O vinho é o resultado da fermentação domosto, cujos açúcares foram transformadosem etanol pelas leveduras (fermento).

O vinho não é uma mistura pura de água eálcool, mas sim uma mistura de diversoscomponentes.

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Vinho

A composição do vinho varia em função do teor deaçúcar do mosto, da composição da matéria prima com oqual é preparado o mosto (caldo direto ou melaço), dacapacidade e do tipo de fermento utilizado, das condições

em que o fermento trabalhou (diferentes temperaturas,presença de contaminantes, presença de nutrientes ouinibidores, concentração, etc.), do sistema de fermentação, dooperador, etc.

No vinho, existem:

água, etanol, ácidos, aldeídos, ésteres, álcoois superiores,proteínas, sais minerais, gás carbônico, matéria orgânica,etc...

Normalmente os vinhos tem entre 5 e 13 % de álcool emvolume.

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Determinação daconcentração do álcool

Grau Gay-Lussac (oGL)

É a composição de uma mistura de água -etanol expressa em porcentagem em volume

a 15 °C. Exemplo: Se tomarmos 1 litro deetanol puro e misturarmos com 9 litros deágua pura, ambos a 15 °C, obteremos uma

mistura com 10 oGL . Lembrar que não conseguimos,

necessariamente, 10 litros de mistura, devidoa contração de volume que ocorre.

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Determinação daconcentração do álcool

Grau INPM (oINPM)

É a composição da mistura água - etanol

expressa em porcentagem em peso.Exemplo: Se misturamos 1 kg de etanol purocom 9 kg de água pura , obteremos umasolução a 10 oINPM.

Lembrar que neste caso sempre se obterá 10kg de mistura.

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Vamos produzircachaça

Para esgotar o 100 kg de vinho, ou seja, tirar todo oálcool, obtêm-se 37,5 kg de destilado com 21,35 oGL.

Para aumentar a concentração do destilado destila-se omesmo novamente e obtêm-se, quando não há mais

álcool no alambique, 20,6 kg de destilado com 38,7 % emvolume.

3a destilação: 15,2 kg com 52,50 oGL 4a destilação: 13,1 kg com 61,00 oGL

5a destilação: 12,0 kg com 66,50 oGL A este processo ele chamou de destilação fracionada. Logo percebe-se que é impossível atingir, por destilação

simples, concentrações de álcool acima de 97,5 o GL.

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APARELHO DE DESTILAÇÃO

FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL

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PROBLEMAS

Para grandes capacidades, a coluna ficava muitoalta e de difícil construção e montagem.

Além do mais, o vinho contém uma série deimpurezas que incrustavam toda a coluna.

 

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Solução

Primeiro passo:

Dividir a coluna em duas, sendo a primeira

para fazer o esgotamento do vinho(A ou dedestilação) e a segunda para concentrar oálcool(B ou retificadora)

Coluna B => poucas impurezas => maissimples de construir

Coluna A => alto índice de impurezas=>necessidade de limpeza => desmontável.

 

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Retrogradação ourefluxo

Para que a coluna funcione, é necessário que hajacontato entre o líquido que desce e o vapor quesobe, para que haja troca do álcool entre as

duas correntes. Assim, é necessário devolver parte do vapor

que sai da coluna para a própria coluna, naforma líquida, para que o procedimento de

destilação tenha sucesso. Existe uma relação entre a vazão do refluxo e o

número de pratos necessários para umadeterminada separação.

 

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Retrogradação ourefluxo

Quanto maior o refluxo, menor o número depratos.

Mesmo quando se faz o refluxo total, existe um

número de pratos mínimos para conseguir aseparação desejada. Por outro lado, mesmo quando se tem um número

enorme de pratos (infinitos) é necessário umrefluxo mínimo para conseguir a separação.

Na prática se utilizam valores de 2 a 3 vezes o valordo refluxo mínimo.

Assim, para as colunas de retificação de álcool

utiliza-se cerca de 5 vezes a vazão do álcool. 

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Compostos de cabeça e defundo

Muitos compostos com alto ponto de ebuliçãotendem a acompanhar o álcool devido às suascaracterísticas.

Barbet, verificando o comportamento dasimpurezas, concluiu que elas podem secomportar como produto de cabeça ou de

fundo, dependendo da concentração de álcoolna mistura.

Ou seja, a presença de mais ou menos álcool namistura influencia na volatilidade do produto

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Coluna De Epuração(ou Coluna A1 ou A’)

A destilação é processada em três colunassuperpostas: A, A1 e D.

Nestas, o etanol é separado do vinho(inicialmente com 7 a 10°GL) e sai com a flegma(vapores com 40 a 50°GL).

A destilação elimina ainda impurezas (ésteres ealdeídos) (UNICA, 2008).

 

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Coluna De Epuração(ou Coluna A1 ou A’)

instalada antes do setor de esgotamento, deforma a eliminar a maior parte dos produtosde cabeça junto com o primeiro álcool dadestilação.

Condensando-se este vapor consegue-se umproduto rico em impurezas, porém diluído.

 

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Coluna De Epuração(ou Coluna A1 ou A’)

O vinho é alimentado no topo da coluna A1,descendo pelas bandejas e sofrendo a epuração,sendo a flegma retirada no fundo desta (bandejaA16) e enviada à coluna B (UNICA, 2008).

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A coluna A é conhecida como coluna deesgotamento do vinho,

A1, de epuração do vinho e a

D de coluna concentração de álcool de segunda.

Quando estão formando um só conjunto

denomina-se coluna de destilação (GERMEK,1979).

 

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Coluna B

A coluna B denomina-se coluna de retificação ea

B1 é a coluna de esgotamento

Eles formam o segundo conjunto  – coluna de

retificação, onde se retira o álcool hidratado

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O processo de destilação

Em marcha normal de produção o vinho circulaatravés do aquecedor de vinho E, onde é pré-aquecido com os vapores desprendidos da

coluna de retificação. O vinho pré-aquecido a 70 – 75°C, antes de

entrar na coluna de destilação, circula pelotrocador de calor de vinhaça K, caminhando emcontracorrente a vinhaça que sai da coluna A ealimenta a coluna A1 à temperatura de90 à 94°C.

 

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O vinho entra na coluna A para sofrer epuração

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A coluna D

A coluna D, assentada sobre a coluna A1,separada por uma bandeja cega, é aquecidapelos vapores da coluna A1, que recircula na

coluna, acrescentando os produtos de cabeça.

Aqui são extraídos (máximo 10%), uma parte deálcool de segunda, com graduação de 93,0 a

95,0 °GL e outra, enviada para coluna B. Osvapores alcoólicos são condensados eretrogradados através dos condensadores R e R1

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Os vapores da bandeja 16 deixam a coluna A ese dirigem à base da coluna B, onde sãoconcentrados a 96,0  – 96,3°GL.

A corrente de líquido descendente da coluna B,vai se desalcoolizando até atingir a base dacoluna B1, à temperatura de ± 105°C, recebendo

a denominação de flegmaça (praticamenteisenta de álcool).

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Os vapores provenientes da coluna B são enviadosaos condensadores E , E1 e E2, sendo os doisúltimos, resfriados com auxílio de água, extraindo-

se parte dos vapores condensados na forma deálcool de segunda (rico em impurezas de cabeça).

O álcool hidratado de 93,6 a 93,8 °INPM – que é

obtido no topo desta coluna possui melhorqualidade do que o obtido nos condensadores, poiso mesmo sofreu um processo de pasteurização

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Os vapores da coluna B tornam-se ricos àmedida que sobem e as impurezas(principalmente álcoois homólogos superiores),

são concentradas em zonas apropriadas edevem ser drenadas para não afetar a qualidadedo álcool.

Essas impurezas são conduzidas para odecantador de óleo fúsel.

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C l t d d

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Coluna concentradora deCabeça (coluna D)

tem como finalidade concentrar as impurezas.

Como a principal impureza deste tipo é o aldeídoacético, em alguns lugares esta coluna recebe onome de coluna de aldeídos.

Os aldeídos leves são responsáveis por arranhar agarganta e por um cheiro bastante forte e desagradável.

O álcool de cabeça ainda é rico em ácido acético.

Paralelamente, esta coluna é bastante útil paraeliminar os gases que acompanham o vinho,particularmente o CO2 , produto que dá bastanteacidez ao álcool e prejudica o funcionamento das colunas.

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