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Fábricas de etanol podem ser classificadas de várias maneiras distintas, com base em sua matéria-prima. A classificação inclui fábricas de etanol de cana-de-açúcar, fábricas de etanol de milho, fábricas de etanol de melaço, fábricas de etanol celulósico e fábricas de etanol de resíduos agrícolas.
Fábricas de etanol de cana-de-açúcar:
Geralmente localizadas em países como o Brasil, essas fábricas utilizam principalmente cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção de etanol. O processo envolve fermentação, destilação e desidratação para converter os açúcares da cana-de-açúcar em etanol.
Fábricas de etanol de milho:
Encontradas principalmente nos Estados Unidos, as fábricas de etanol de milho estão entre os tipos mais comuns. Elas utilizam milho de campo (milho) como matéria-prima principal. O processo envolve a moagem do milho, fermentação, destilação e desidratação.
Fábricas de etanol de melaço:
As fábricas de etanol de melaço são relativamente menos numerosas em comparação com as fábricas de milho e cana-de-açúcar. Elas utilizam melaço, que é um subproduto da produção de açúcar a partir da cana-de-açúcar ou da beterraba, como matéria-prima para a produção de etanol.
Fábricas de etanol celulósico:
Esses tipos emergentes de fábricas de etanol utilizam biomassa celulósica, como resíduos agrícolas (por exemplo, palhada de milho, palha de trigo), cavacos de madeira ou culturas energéticas dedicadas. A tecnologia para a produção de etanol celulósico ainda está em desenvolvimento, mas tem grande promessa para o uso de matérias-primas não alimentares.
Fábricas de etanol de resíduos agrícolas:
Algumas fábricas podem utilizar outros materiais de resíduos agrícolas, como palha de arroz ou bagaço de cana-de-açúcar, como matéria-prima para a produção de etanol.
A escala média de fábricas de bioetanol que podem lidar com a conversão de matérias-primas é de cerca de 100 a 250 toneladas métricas por dia. Fábricas ainda maiores podem processar mais de 400 toneladas métricas de milho ou cana-de-açúcar por dia. As cubas de fermentação ou reatores dentro das fábricas podem conter quantidades superiores a 500.000 galões (cerca de 2 milhões de litros). Há também colunas de destilação nessas fábricas que têm mais de 120 pés de altura com até 30 pratos dentro delas.
Os avanços tecnológicos aumentaram a eficiência com que as matérias-primas podem ser convertidas em bioetanol. De 10 toneladas de milho ou cana-de-açúcar, será produzida 1 tonelada de etanol. Além disso, até 99% do álcool pode ser extraído do mosto ou subprodutos. Todo o processo vê até 75% da energia utilizada na fábrica sendo recuperada e usada novamente.
Em fábricas de bioetanol, a manutenção rotineira é importante para a produtividade, segurança e eficiência operacional. Seguir um plano de manutenção bem estruturado pode ajudar a evitar paradas não planejadas, reduzir custos de reparo e aumentar a vida útil de máquinas e equipamentos vitais utilizados para converter milho, milho, cana-de-açúcar, arroz e outras culturas em álcool.
Filtros de mosto, destiladores, fermentadores, evaporadores, decantadores, peneiras moleculares, secadores e outras máquinas precisam ser mantidos regularmente. É essencial ensinar trabalhadores qualificados sobre a segurança das máquinas e os manuais de operação. Inspeções rotineiras de componentes críticos devem ocorrer mensalmente ou trimestralmente, dependendo da máquina. A análise de tensões e verificações por técnicos experientes precisam ser feitas anualmente para que quebras potenciais ou danos críticos possam ser evitados. A cada três anos, revisões e reparos importantes podem ser necessários, pois as peças precisam ser substituídas, como rolamentos, correntes, juntas, vedações e outras peças importantes. Para máquinas mais complexas, como destiladores e centrífugas, a revisão pode ser necessária apenas a cada cinco anos para que algumas peças sejam trocadas.
Além das peças-chave de maquinaria, equipamentos auxiliares como transportadores, bombas, carregadores, máquinas de compactação, sistemas de dosagem química e unidades de osmose reversa também requerem manutenção. Seus motores e acionamentos devem ser lubrificados mensalmente. As conexões elétricas também devem ser inspecionadas para verificar se há problemas de corrosão ou conexões soltas. Acoplamentos e correntes precisam ser verificados a cada três meses para ver se precisam ser realinhados ou substituídos. Jateamento de água deve ser usado para limpar quaisquer filtros sempre que forem retirados para mosto ou outras substâncias. Revisões mais significativas para unidades de osmose reversa podem ser necessárias a cada seis meses ou a cada ano, dependendo do uso e da qualidade do material que está sendo processado.
Com tantas máquinas para manter em uma fábrica de etanol, ter um sistema digital de gestão de manutenção (DMMS) é muito útil. A maquinaria de patins que se move para ajudar a extrair álcool dos grãos depende ainda mais do DMMS, pois são mais móveis e usadas em várias áreas da fábrica. Um DMMS facilita o uso de tarefas de manutenção preventiva e preditiva para garantir que tudo esteja funcionando com capacidade ideal e que o reparo de falhas seja mais rápido e mais rápido.
Uma fábrica de etanol fornecerá vários produtos e benefícios para as empresas, incluindo os itens na tabela abaixo:
Produto
O produto específico inclui várias formas de etanol.
Usos
As indústrias utilizarão uma fábrica de etanol para produzir etanol para uso industrial, médico e em bebidas alcoólicas, entre outras aplicações.
Produção
A fábrica produz aproximadamente 1,1 bilhão de litros de etanol por ano.
Demanda
O aumento da demanda por veículos com baixo consumo de combustível criará uma maior necessidade de fábricas que produzem etanol como biocombustível.
Mercados de exportação
Mais da metade da produção da fábrica de etanol é exportada comercialmente, principalmente para países europeus.
Cadeias de suprimentos
A principal cadeia de suprimentos para a fábrica de etanol é a cana-de-açúcar, que é processada para extrair o etanol.
Renda
Máquinas e tecnologias avançadas usadas na fábrica de etanol ajudam a otimizar as operações, aumentar a eficiência e reduzir os custos de produção, levando a margens de lucro maiores.
Indústrias atendidas
Indústrias que exigem etanol industrial ou de grau alimentício, como farmacêutica, cuidados pessoais, química e panificação, entre outras.
Os itens acima ilustram alguns detalhes essenciais sobre a fábrica de etanol e como ela é a espinha dorsal da indústria. Outras indústrias dependem da fábrica de etanol para produzir vários tipos de produtos essenciais necessários no mercado.
É crucial selecionar fábricas de etanol adequadas, considerando a qualidade, capacidade, projeto, aplicação industrial e eficiência energética de cada máquina.
Material
O material das plantas de fabricação de etanol determina sua durabilidade e capacidade de resistir à ampla gama de compostos químicos e ambientes de reação encontrados durante o processo de produção. Comprar fábricas feitas de materiais de alta qualidade e resistentes garante um longo período de produção eficiente com interrupções mínimas para manutenção ou reparos.
Capacidade
Ao selecionar uma fábrica de etanol, é essencial considerar a capacidade de produção da unidade, geralmente medida em litros por hora ou por dia. A planta escolhida deve estar alinhada com o volume de produção pretendido para atender às demandas do mercado sem incorrer em custos operacionais excessivos.
Tecnologia e automação
As indústrias costumam precisar de etanol para vários fins, como graça, industrial, combustível ou uso farmacêutico. Cada indústria possui padrões e quantidades de produção específicos. Investir em uma fábrica de etanol projetada para uma indústria específica pode levar a uma produção mais eficiente e melhor conformidade com os sistemas essenciais de controle de qualidade.
Método de destilação
As plantas em escala de rede são adequadas para a produção em grande escala, enquanto as fábricas piloto e em mini escala se destacam na produção em pequena escala e flexível. As grandes fábricas em escala de rede geralmente empregam processamento contínuo, em que as matérias-primas fluem continuamente pela planta e o etanol é extraído ao mesmo tempo. Em contraste, as fábricas em pequena escala usam processamento em batelada, tratando as matérias-primas em quantidades únicas ou lotes.
Custo-efetividade
A despesa operacional e o capital inicial necessários para montar uma fábrica industrial de etanol podem afetar significativamente o desempenho financeiro de uma empresa. É crucial considerar não apenas o investimento inicial, mas também o potencial para sistemas de recuperação de energia para reduzir os custos operacionais.
Eficiência energética
A eficiência energética de uma fábrica de etanol pode afetar significativamente os custos operacionais e a sustentabilidade ambiental. A escolha da matéria-prima tem uma influência considerável na eficiência energética, pois diferentes matérias-primas produzem quantidades variadas de etanol por unidade de peso ou volume.
Flexibilidade
A capacidade de se adaptar a várias matérias-primas é crítica, assim como a capacidade de modificar a fábrica de acordo com as necessidades cambiantes do mercado. Muitas fábricas de etanol agora estão sendo projetadas para processar uma ampla gama de matérias-primas, incluindo culturas alimentícias, celulose e fluxos de resíduos.
Q1: Qual é a faixa do tamanho do mercado global de etanol?
A1: De acordo com uma análise recente, o mercado global de etanol foi avaliado em quase USD 800 bilhões e estima-se que alcance cerca de USD 1,0 bilhão até 2031, expandindo-se a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5% durante o período de previsão.
Q2: Quais são as tendências nos serviços industriais do mercado de etanol?
A2: O segmento de combustíveis dominou o mercado de etanol e representou a maior participação na receita. Projeta-se que o segmento mantenha sua dominância ao longo do período de previsão devido à crescente demanda por biocombustíveis como alternativa aos combustíveis convencionais para reduzir a emissão de carbono. Além disso, o aumento da utilização de etanol como combustível na indústria automotiva deve impulsionar o crescimento do segmento.
Q3: Quais fatores estão restringindo o crescimento do mercado de etanol?
A3: A estrutura de preços volátil das matérias-primas usadas na fabricação do produto final deve restringir o crescimento do mercado de etanol. Além disso, o alto custo de instalação de uma fábrica de etanol aliado à baixa margem de lucro no produto final deve dificultar o crescimento do mercado.
