Realizado em Vitória/ES, de 09 a 11 de Setembro de 2015.
ISBN: ISBN 978-85-85905-13-2
TÍTULO: APLICAÇÃO DO PRÉ-TRATAMENTO ORGANOSOLV NA PRODUÇÃO DE ETANOL 2G A PARTIR DA BIOMASSA RESIDUAL DA CANA-DE-AÇÚCAR
AUTORES: Gomes da Silva, A.P. (IFAL) ; de Arroxelas Silva, C.A. (IFAL) ; da Silva Lima, I.D. (IFAL) ; Euclides de Lima, J. (IFAL) ; Dantas Vicente, C. (IFAL)
RESUMO: A aplicação do pré-tratamento organosolv consiste na utilização de solventes
orgânicos como o etanol, que podem ser recuperados facilmente por destilação.
O solvente orgânico promove a solubilização de compostos que envolvem a
celulose, removendo assim, a hemicelulose e lignina, estruturas presentes na
biomassa. Nessa etapa será empregada alta temperatura e pressão, na presença
de catalizador (ácido sulfúrico) promovendo assim, um melhor rendimento na
deslignificação, garantindo o acesso da celulose a etapa da hidrólise,
proporcionando um melhor rendimento da formação de açúcares fermentáveis, o
qual será posteriormente convertido em etanol de segunda geração (2G).
PALAVRAS CHAVES: Organosolv; Etanol (2G); Biomassa residual.
INTRODUÇÃO: A formação de resíduos em grandes quantidades podem gerar problemas por
ocupar grandes espaços, o que pode representar riscos ambientais. Desse
modo, a valorização da biomassa residual; contribui consideravelmente na
redução de impactos ambientais que envolvem o descarte e seu destino final.
Sendo assim, a biomassa residual da cana-de-açúcar pode ser convertida em
etanol, podendo exceder maior venda do produto, aumentando o valor lucrativo
e ao mesmo tempo, reduzindo significativamente o desperdício e o impacto
ambiental causado pelas atividades industriais (DEITOS, 2014).
Os Materiais lignocelulósicos na forma de biomassa são os mais abundantes
complexos orgânicos, os quais são constituídos principalmente por três
componentes: celulose, hemicelulose e lignina. Sendo assim, os resíduos
agroindustriais têm sido destacados por sua utilização na bioconversão de
açúcares fermentáveis em etanol (2G), pois apresentam altas concentrações de
carboidratos e baixo teor relativo de lignina, além de ser uma opção viável
na produção do etanol sem aumentar a área plantada (GOUVEIA et al., 2009).
O processo de produção de etanol (2G) envolve etapas fundamentais para
atingir o produto final; que são: Pré-tratamento organosolv, hidrólise
ácida, fermentação e destilação. O trabalho tem como principal objetivo de
estudo o processo organosolv; etapa que consiste na dissociação do complexo
lignina-celulose, proporcionando o aumento na porosidade dos materiais,
evitando desse modo, a degradação ou perda de carboidratos (SILVA et al.,
2014).
MATERIAL E MÉTODOS: O pré-tratamento organosolv é um método de deslignificação que consiste no
uso de solventes orgânicos como o etanol na presença de catalizador (H2SO4)
e tem por objetivo solubilizar a hemicelulose e lignina, tornando a celulose
mais acessível à etapa da hidrólise. A biomassa recolhida de usinas
sucroalcooleiras foi então lavada com água e posteriormente secada em estufa
a 45ºC até tornar a umidade 0%. Em seguida, triturou-se a biomassa em um
processador e pesou-se 20g da mesma, o qual foi posta em um frasco de 1L.
Por fim, adicionou-se 125 mL de (H2SO4) ácido sulfúrico 1,5% e 75 mL de
álcool etílico anidro, o qual fora submetida à autoclavagem a temperatura de
121 °C por 30 minutos. Após o tempo estimado, o material foi filtrado e o
sólido lavado com 100 mL de água destilada a 50 °C. Logo após, Retira-se uma
amostra da lavagem e do filtrado para a realização de analises. (SILVA et
al., 2014).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após a aplicação do pré-tratamento foi possível quantificar os açucares
presentes na amostra filtrada e lavada, obtendo-se uma concentração de 226,13
ppm e 177,38 ppm respectivamente (conforme metodologia da EMBRAPA, 2013), o
que mostra a total eficiência do pré-tratamento na remoção da lignina,
ocasionando assim, o escurecimento da amostra estudada. Além disso, o processo
possibilitou à exposição da celulose a etapa da hidrólise, garantindo a
maximização no rendimento de açúcares totais, que por conseguinte, foi
fundamental no processo de fermentação e obtenção do etanol (2G).
CONCLUSÕES: O pré-tratamento foi bastante eficiente na remoção da hemicelulose e na
dissociação da matriz lignina-celulose, o que correspondeu às expectativas do
processo. Além disso, o solvente orgânico utilizado pode ser recuperado por
meio da destilação. Contudo, o alto custo de solventes empregados, juntamente
com a lavagem dos resíduos gerados após o pré-tratamento, fazem com que esse
método ainda seja muito caro para ser aplicado como pré-tratamento de
biomassas.
AGRADECIMENTOS: Ao Programa Petrobrás de Formação e Recursos Humanos (PFRH) conveniado ao
Instituto Federal de Alagoas pelo suporte e o apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: DEITOS, A. Avaliação do resíduo da casca de laranja na obtenção de pectina e óleo essencial. UNISINOS. Porto Alegre-RS, 2014.
GOUVEIA, E. R., NASCIMENTO, R. T., MAIOR, A. M. S. Validação de metodologia para a caracterização química de bagaço de cana-de-açúcar. Universidade Federal de Pernambuco, Recife-PE, Quim. Nova, Vol. 32, 2009.
MALDONADE I. R. CARVALHO P. G. B. FERREIRA N. A. MOULIN B. S. F. Protocolo para determinação de açúcares redutores pelo método de Somogyi-Nelson. EMBRAPA. Comunicado Técnico 86. Março de 2013.
SILVA, A. P. G., SILVA, C. A. A.; LIMA, I. D. S.; LIMA, J. E.; VICENTE, C. D. Produção de etanol 2G a partir da biomassa da cana-de-açúcar: estudo do pré-tratamento ácido-base na química experimental. In: SIMPEQUI - Simpósio Brasileiro de Educação Química, 12. Anais... SIMPEQUI, Fortaleza-CE, 2014.