Caracterização tecnológica dos colmos do sorgo biomassa para produção de bioenergia

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Verde

Autores

Alcântara Antunes, J. (IFTM) ; Fernandes, G. (IFTM)

Resumo

O Sorgo Biomassa é uma alternativa de energia renovável. É uma planta que atinge até seis metros em apenas 180 dias. A Embrapa vem desenvolvendo cultivares do sorgo biomassa, um tipo de sorgo com maior potencial de crescimento e geração de massa, cuja proposta é avaliar a viabilidade do seu uso na biocombustão desta massa para a geração de termoenergia em caldeiras. Este trabalho teve como objetivo avaliar, o teor de lignina, celulose e hemicelulose de um cultivar de sorgo biomassa desenvolvidos pela Embrapa Milho e Sorgo nas condições edafoclimáticas de Uberaba – MG e também determinar o poder calorífico destes cultivares e compará-las com outras fontes de biomassa energética. A variedade Var-exp 7027 apresentou resultados superiores para todos os parâmetros avaliados.

Palavras chaves

Sorgo biomassa ; Bioenergia; Renovável

Introdução

A produção de bioenergia é uma medida de extrema importância para enfrentarmos os sérios desafios ambientais relacionados com os efeitos das mudanças climáticas globais. Referência internacional na geração e na utilização de fontes renováveis de energia, o Brasil reencontra-se em uma grande oportunidade de desenvolvimento econômico e social, por meio dos biocombustíveis, pois possui abundante biodiversidade e grandes extensões de terras agricultáveis e com clima propício. A bioenergia é obtida através da biomassa que armazena a energia adquirida do sol por meio do processo de fotossíntese e é uma fonte de energia renovável, desde que as plantas sejam constantemente cultivadas, e pode ser convertida em combustíveis gasosos, líquidos ou sólidos, por meio de tecnologias conhecidas, gerando calor para aquecimento, eletricidade ou combustíveis (Amaral, 2013). Do ponto de vista energético, biomassa é toda matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Desta forma, o sorgo biomassa (espécie de sorgo com alto potencial de crescimento) surge como uma importante matéria prima para geração desta energia, por possuir alta produtividade de massa em um curto espaço de tempo quando comparado com outras matérias primas e também pelo seu alto poder calorifico, além de proporcionar desenvolvimento sustentável na utilização de energia para atividades humanas (Meki, 2013). Visando contribuir para um melhor conhecimento sobre a composição do sorgo biomassa, este trabalho teve como objetivo caracterizar quimicamente duas cultivares de sorgo biomassa desenvolvida pela Embrapa Milho e Sorgo com relação a sua composição de celulose, hemicelulose, lignina e poder calorifico.

Material e métodos

Para o desenvolvimento deste trabalho, foram utilizadas as cultivares de sorgo biomassa denominadas BRS 716 e Var-exp7027 a partir de sementes fornecidas pelo Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo, da Embrapa Milho e Sorgo, situada em Sete Lagoas - Brasil. As cultivares foram semeadas em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico, textura arenosa, em uma área de propriedade do Instituto Federal do Triângulo Mineiro, na cidade de Uberaba, Minas Gerais. As amostras coletadas foram identificadas e levadas ao Laboratório de Bromatologia Instituto Federal do Triângulo Mineiro em Uberaba, Minas Gerais, onde foram realizadas análises de celulose, hemicelulose e lignina de acordo com o método proposto por Browning (1967). A análise de poder calorífico foi realizada em um calorímetro conforme norma 8633 da ABNT (1984). A determinação do poder calorífico de cada amostra foi dada pela combustão de uma unidade de massa (0,35g) em bomba calorimétrica, em atmosférica de oxigênio, a volume constante e sob condições específicas. Todas as análises foram realizadas em triplicata.

Resultado e discussão

A análise de composição centésimal da planta inteira foi realizada a fim de se determinar o teor de lignina, celulose e hemicelulose (Tabela 1). A cultivar Var-exp7027 apresentou resultados superiores para os parâmetros analisados. A lignina pode afetar o processo de sacarificação da biomassa em açúcares fermentáveis de duas maneiras: ela pode adsorver irreversivelmente as enzimas hidrolíticas, bloqueando sua ação na celulose (PALONEN et al., 2004) e, por ser um composto polifenólico, pode também prevenir que a fibra celulósica se entumeça, o que diminui a área de superfície acessível às enzimas. Os valores encontrados para os parâmetros analisados estão de acordo com outras matérias primas energéticas utilizadas na queima para geração de energia. Antes de recomendar um material como bom gerador de energia é necessário avaliá-lo e determinar o seu potêncial calórico. O poder calorífico superior é uma importante medida para a avaliação energética de qualquer combustível e foi utilizado para avaliar o desempenho dos genótipos sob teste, sendo que estes não apresentam diferença significativa entre si, ou seja, possuem a mesma capacidade de geração de energia quando submetidos à biocombustão (Tabela 2). Quando comparamos os valores obtidos nas análises de poder calorífico dos genótipos de sorgo biomassa (4411,37 Kcal/Kg) com outros materiais com a mesma finalidade, como os estudados por Paula etal. (2011): caule de milho (4211,88 Kcal/Kg), bagaço da cana (4274,48 Kcal/Kg), pergaminho do café (4441,74 Kcal/Kg), caule do feijão (4291,71 Kcal/Kg), caule da soja (4504,25 Kcal/Kg), serragem da madeira (4291,71 Kcal/Kg); pode-se inferir que o sorgo biomassa possui um alto valor calorifico podendo assim ser utilizado para a geração de energia forma sustentável.

Lignina (% de massa seca), hemicelulose (% de massa seca), celulose (% de massa seca).


Poder calorífico superior médio das cultivares de sorgo biomassa.

Conclusões

De acordo com os resultados obtido é possivel dizer queo sorgo biomassa pode ser utilizado de maneira satisfatória para a produção de bioenergia.

Agradecimentos

A Embrapa Milho e Sorgo pelo fornecimento de sementes e ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro– IFTM (Campus Uberaba).

Referências

Amaral, F.C.S; Tavares, S.R.L. Diferença do teor de fibra da cana-de-açúcar para fins energéticos motivada pelo bioma. Dados eletrônicos. — Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2013. 25 p. - (Documentos, 159).

Browning, B. L. Methods of wood chemistry. New York: Interscience Publishers, 1967. v.2. p. 561-587.

Meki N.M., Kemanian R.A., Potter R.S ,Blumenthal M.J , Williams R.J., Gerik J.T., Agricultural Systems 2013 117 19–29.


PALONEN, H.; TJERNELD, F.; ZACCHI, G.; TENKANEN, M. Adsorption of Trichodermareesei CBH I and EG II and their catalytic domains on steam pretreated softwood and isolated lignin. Journal of Biotechnology, Amsterdam, v. 107, p. 65-72, 2004.

PAULA, L. E. et al. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, Lavras, v. 17, n.2, p. 237-246, Apr/ June 2011.