segunda-feira, 18 de agosto de 2014

TECNOLOGIA PROESA®: ETANOL CELULÓSICO

(Texto enviado pelo Representante Beta EQ e estudante da UNISO, Romilson Mendes Barbosa)

O etanol celulósico, ou etanol de segunda geração (2G) – tema recorrente nos atuais congressos e fóruns – é a denominação dada ao álcool etílico obtido a partir da quebra das cadeias da celulose, hemicelulose e pectina, polímeros que constituem a estrutura fibrosa dos vegetais, através de reações químicas ou bioquímicas.

Sua temática dá-se constante nos congressos devido ao fato da tecnologia produtiva, definitivamente, ter chegado ao Brasil recentemente. O etanol 2G é quimicamente idêntico ao bioetanol de primeira geração. No entanto é produzido a partir de matérias-primas diferentes, através de processos mais complexos (hidrólise da celulose).

Em contraste com o etanol de primeira geração, que é derivado do açúcar ou do amido produzido por culturas de alimentos (como trigo, milho, beterraba sacarina, cana-de-açúcar, etc), o etanol celulósico pode ser produzido a partir de resíduos agrícolas (por exemplo, palha, forragens agrícolas), ou outras matérias-primas lignocelulósicas (por exemplo, lascas de madeira) ou culturas energéticas (miscanthus, gramíneas, etc).

Essas matérias-primas lignocelulósicas são mais abundantes e, geralmente, consideradas mais sustentáveis, entretanto, para que possam ser utilizadas, têm que ser quebradas (hidrolisadas) em açúcares, antes do processo fermentativo. Isso pode ser conseguido usando hidrólise ácida ou enzimática. 

Na hidrólise enzimática, enzimas como a celulase, a celobiase e a beta-glicosidase hidrolizam os polímeros à glicose.

Na hidrólise ácida, a biomassa a ser hidrolisada é tratada por algumas horas com uma solução ácida diluída, (ácido clorídrico ou ácido sulfúrico, por exemplo), a uma concentração em torno de 12% em água e a uma temperatura acima de 70 °C.

Cada técnica tem suas vantagens e desvantagens. A hidrólise enzimática gera menor quantidade de resíduos e tem menor impacto ambiental, consumindo também uma menor quantidade de energia. No entanto, os microorganismos necessários para este processo são muito específicos e demandam grandes necessidades metabólicas, encarecendo e dificultando a técnica. O processo ácido oferece maior rendimento e, portanto, é economicamente mais competitivo.

Ambas as abordagens têm sido objeto de interesse de pesquisa contínua desde os anos 1970, e grandes investimentos vem sendo feitos na Europa e nos EUA para acelerar o desenvolvimento dessa rota para bioetanol.

Sob a óptica da engenharia, a beleza desse processo de etanol 2G é que contempla a utilização de várias tecnologias viáveis em sua produção, como utilização de água gelada na fermentação, destilação sob vácuo, refervedores na destilação, termocompressão, turbocompressão, limpeza do condensado por osmose reversa, concentração – de vinhaça até 55% de sólidos, geração de vapor e de energia elétrica oriundos da queima, em caldeira de leito fluidizado, da lignina residual e da vinhaça concentrada. 

O etanol 2G pode ser produzido de vários materiais celulósicos, mas, no caso do nosso setor, será produzido utilizando bagaço e/ou palha, ambos provenientes da colheita da cana-de-açúcar. A primeira unidade brasileira de etanol celulósico construída em Alagoas utilizará, inicialmente, palha de cana (ou bagaço) como matéria-prima, que, com o tempo, será substituída por cana energia. 

A biorrefinaria opera em cooperação com a Usina Caeté, tradicional grupo nacional produtor de etanol 1G e açúcar. Esse modelo é uma excelente opção, porque, no processo escolhido, há complementaridade de eficiência operacional com usinas de primeira geração, com ganhos de sinergia para ambas as partes.

Com investimento de cerca de R$ 360 milhões, a planta comportará capacidade de produção nominal de 82 mil m³ de etanol por ano. Bagaço e palha da cana oferecem enorme potencial para ampliar a capacidade de produção nacional de etanol, em mais de 35%, tornando uma solução atrativa para suprir o déficit anual de produção de etanol.

A implantação da primeira destilaria de etanol 2G no continente sul-americano, em escala comercial, utiliza, principalmente, a palha da cana como matéria-prima. A tecnologia escolhida pelo grupo investidor, GranBio, pertence à BetaRenewables  e à  Chemtex,  afiliadas  do  grupo  italiano Mossi&Ghisolfi, que desenvolveu tecnologia de pré-tratamento e conversão de  biomassa – batizada como PROESA (PROdução de Etanol de biomasSA) – capaz de converter vários  tipos de matéria-prima em produtos bioquímicos e biocombustíveis.

O diferencial competitivo da tecnologia PROESA está baseado num conjunto de fatores, tais como:

• flexibilidade para usar diferentes tipos de biomassa, sem dificuldade de modificação do equipamento;

• alta taxa de recuperação de celulose e hemicelulose;

• dispensa utilização de químicos (processo requer apenas vapor, enzimas e leveduras);

• capex competitivo quando comparado a outras tecnologias e baixo opex;

• baixa degradação de açúcar e nível de contaminantes, além de baixa concentração de ácido acético; 

• baixo consumo de energia no processo de agitação;

• liquefação da biomassa em tempo inferior a 8 horas, com baixa carga de enzimas;

• facilidade de controle de pH e temperatura.

Você pode estar por dentro deste assunto e muitos outros, participando da 17ª Semana de Engenharia Química (SEQ) – Unicamp que acontecerá em agosto, entre os dias 04 à 09 de agosto, neste ano com a temática: Busque, arrisque e inove.

Fique por dentro de todos os conteúdos programático deste evento e faça sua inscrição através do site: http://www.seq.com.br/

Bibliografia:
< http://www.revistaopinioes.com.br/aa/materia.php?id=1195 > Acesso em 17 de julho de 2014 às 19h46min.
< http://www.sifaeg.com.br/noticias/etanol-celulosico/ > Acesso em 17 de julho de 2014 às 20h04min.
< http://www.unica.com.br/noticia/29810917920343378786/usina-pioneira-de-etanol-celulosico-coloca-brasil/ > Acesso em 18 de julho de 2014 às 11h07min.
< http://pt.wikipedia.org/wiki/Etanol_celul%C3%B3sico > Acesso em 18 de julho de 2014 às 11h22min.
< http://www.betarenewables.com/proesa/what-is > Acesso em 18 de julho de 2014 às 11h30min.

Nenhum comentário:

Postar um comentário