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O uso da cromatografia nas usinas de açúcar e álcool e tecnologias de segunda geração (E2G)
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O monitoramento da concentração de açúcar da cana e das perdas na fabricação de açúcar e etanol é fundamental para o máximo rendimento das usinas sucroalcooleiras.
A cromatografia é uma tecnologia que permite as unidades analisarem os açúcares reais provenientes da cana-de-açúcar, possibilitando quantificar sacarose, glicose e frutose, além de outros compostos presentes na matéria-prima. Com isso, é possível obter um resultado real de Açúcares Totais (AT), utilizados nos cálculos de rendimentos e eficiência industrial. O uso da cromatografia líquida desempenha um papel fundamental nessas análises. Por outro lado, a cromatografia a gás também vem tomando seu espaço na análise de álcool, subprodutos ou produtos de degradação em usinas produtoras desse biocombustível.
A Tecnal, em parceria com a Scion Instruments, fornece as soluções para as duas técnicas, tanto para análises de açucares quanto para análises de álcool e seus subprodutos. A seguir, veremos exemplos dessas aplicações.
A análise de açúcares é feita utilizando o SCION LC6000 (Figura 1) equipado com detector de índice de refração (RID). As Figuras 2 e 3, a seguir, apresentam os açúcares analisados.
Figura 1. SCION LC6000.
Figura 2. Cromatograma dos padrões de açúcares.
Figura 3. Comparativo de cromatograma de xarope e padrões de referência, respectivamente.
Como podemos observar, com esse equipamento ocorre excelente separação dos componentes, facilitando sua identificação e quantificação por meio de padrões de referência. O uso de cromatógrafos não apenas melhora a precisão das análises, mas também facilita o gerenciamento laboratorial, pois com apenas um equipamento é possível analisar amostras de baixa e alta concentração de açúcares.
Com essa técnica a geração de resíduo é menor e menos toxica, além disso, minimiza o fator humano na obtenção do resultado e melhora a rastreabilidade, pois análises são automatizadas e todos os resultados ficam registrados no equipamento.
Na produção do chamado Etanol de Segunda Geração (E2G) ou bioetanol, além do monitoramento dos açúcares fermentescíveis, também é preciso avaliar compostos tóxicos provenientes do pré-tratamento do bagaço e palha da cana-de-açúcar, como ácidos orgânicos, compostos fenólicos e furaldeídos. Para essa técnica, é usada a cromatografia líquida com detecção por ultravioleta (UV) em diferentes comprimentos de onda.
Outro componente analisado em ambos os processos de produção é o etanol e subprodutos alcoólicos, realizada por cromatografia em fase gasosa. Nessa aplicação, pode ser usado o Cromatógrafo a gás compacto SCION-8300 GC-120/230V ou Cromatógrafo a gás SCION-8500-GC-120/230V, equipados com injetor tipo split/splitless (S/SL), detector por ionização de chama (FID) e autoamostrador líquido 8400 PRO (Figura 4).
Figura 4. SCION modelo 8300 e 8500, respectivamente.
Figura 5. Exemplo de cromatograma de análise de etanol via GC-FID.
Dessa maneira, esses dois equipamentos (cromatógrafo líquido e gasoso) proporcionam confiabilidade, rapidez, precisão e repetibilidade em suas análises.
Com a busca por maior eficiência e devido aos benefícios dessa técnica analítica, a tendência é que futuramente a maioria das usinas adotem o uso de cromatógrafos, sendo cada vez mais presentes no ramo sucroenergético e tornando-se um diferencial para as usinas que investem na modernização de suas análises laboratoriais.
Quer saber mais sobre os cromatógrafos a gás? Confira nosso artigo: "Tecnal – Cromatografia a Gás: Poderosa Técnica de Separação e Quantificação de Compostos Orgânicos".
E se deseja entender melhor a produção de etanol de segunda geração, acesse nosso artigo sobre as etapas desse processo e o papel dos biorreatores e analisadores bioquímicos: "Tecnal - Do resíduo á energia: Tecnologia para a produção de etanol 2G!".
