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

Com base em resíduos de cana-de-açúcar obtidos durante a produção de etanol de primeira geração (1G) em indústrias sucroalcooleiras, a reutilização da biomassa residual, permite de forma sustentável a produção de etanol de segunda geração (2G). O processo utiliza o estudo do pré-tratamento ácido como uma das etapas da obtenção do etanol 2G, permitindo assim, um maior rendimento de açúcares fermentáveis. O tema é um incentivo aos alunos do ensino médio técnico em Química em parceria com o Instituto Federal de Alagoas e o Convênio Petrobrás, voltado para área de bioenergia, sobretudo adentrando os conhecimentos da química experimental realizadas nos laboratórios da Instituição de ensino.

Palavras chaves

Etanol (2G); Química experimental; Biomassa residual

Introdução

A busca por novas fontes de energia e de tecnologia sustentável e limpa vêm crescendo demasiadamente. A bioenergia está associada a qualquer forma de energia química mediante os processos ditos fotossintéticos, cujo recurso denomina-se biomassa de composição ligno-celulose. Atualmente a biomassa ou o bagaço gerado em usinas sucroalcooleiras são utilizados na cogeração de energia na própria indústria, porém o resíduo formado, também pode ser utilizado na produção de etanol (2G) (FERREIRA, 2012). O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, base para a produção de álcool, açúcar e aguardente, entretanto, após a transformação de um desses produtos; as indústrias de grande porte geram grande volume de biomassa residual. Contudo, o resíduo gerado é aproveitado para se obter etanol de segunda geração, podendo exceder maior venda do produto (SILVA et al., 2014). A produção de etanol 2G envolve várias etapas fundamentais no processo de formação do produto final que são: Pré-tratamento químico, hidrólise ácida e enzimática, fermentação e destilação. O trabalho tem como principal objetivo de estudo a etapa do pré-tratamento ácido, processo empregado na conversão das frações celulósicas e hemicelulósicas da biomassa em açúcares fermentáveis, promovendo um maior rendimento (SILVA et al., 2014).

Material e métodos

O pré-tratamento em meio ácido tem por objetivo solubilizar a hemicelulose e lignina, tornando a celulose mais acessível à etapa da hidrólise. A biomassa residual que foi recolhida de Usinas Sucroalcooleiras foi então lavada com água e posteriormente secada em estufa a 45°C durante 30 minutos. Em seguida, triturou-se a biomassa em um liquidificador e pesou-se 20g da mesma. Por fim, adicionou-se 200 ml de solução de H2SO4 (Ácido Sulfúrico) 1,5% (v/v), o qual fora submetida à autoclavagem a temperatura de 121 °C por 30 minutos. Após o tempo estimado, o material foi filtrado e armazenado, enquanto o sólido foi lavado com 1L de água destilada a 45 °C (SILVA et al., 2014).

Resultado e discussão

Foi possível determinar a concentração de açucares fermentáveis após a etapa do pré-tratamento por meio da técnica da espectrofotometria, equipamento bastante comum nos laboratório de análises químicas. A partir das práticas realizadas, constatou-se que, o filtrado da amostra com ácido sulfúrico a 1,5% apresentou cerca de 20,6% de açúcares totais (sacarose, glicose e frutose), o que mostra a total eficiência do pré-tratamento na remoção da lignina e hemicelulose, formando açucares fermentáveis. A partir das práticas experimentais relacionadas à obtenção de etanol 2G, os alunos adquiriram contato com equipamentos, vidrarias, técnicas básicas de laboratório e ao mesmo tempo, o conhecimento de cada processo existente até a formação do produto final. Além disso, a pesquisa promoveu a integração do aluno ao conhecimento da química através de experiências que vão além da teoria.

Conclusões

A abordagem experimental promoveu o conhecimento na área da bioenergia, utilizando a biomassa residual da cana-de-açúcar na produção de etanol 2G, visando à sustentabilidade. Além disso, permitiu a construção do conhecimento a cerca da química; por meio de práticas realizadas em laboratórios durante as análises quantitativas, e ainda, nos levantamentos bibliográficos a cerca da produção de etanol de segunda geração e na aplicação do pré-tratamento em estudo.

Agradecimentos

Ao Programa Petrobrás de Formação e Recursos Humanos (PFRH) conveniado ao Instituto Federal de Alagoas- Campus Maceió pelo suporte e o apoio financeiro.

Referências

FERREIRA, L.C.C. Caracterização do potencial Energético entre a produção de Etanol celulósico e a cogeração a partir do bagaço de cana. Projeto de graduação UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, p.14-37, Brasília, 2012.

SILVA, A. P. G. da; Arroxelas Silva, C. A. de; Silva Lima, I. D. da; Lima, J. E. de; Dantas Vicente, C. 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.