Etanol a partir de mandioca doce

mandioca

Durante uma viagem de coleta de plantas na Amazônia o pesquisador Luiz Joaquim Castelo Branco Carvalho, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, de Brasília, conheceu uma variedade de mandioca que em vez de amido tem grande quantidade de açúcares na raiz.. A variedade descoberta pelo pesquisador é na realidade uma mutação genética, guardada e usada pelos índios brasileiros antes mesmo de os portugueses chegarem ao Brasil, para obtenção de bebida alcoólica.

A planta mutante, após um processo tradicional de seleção de variedades e cruzamento com plantas adaptadas a algumas regiões escolhidas para futuros plantios, resultou em uma variedade que dispensa o processo de hidrólise do amido da mandioca para transformação em açúcar e conversão em álcoois, inclusive o carburante para o combustível. “A eliminação da hidrólise do amido reduz em torno de 30% o consumo de energia no processo de produção de etanol de mandioca”, diz Carvalho.

Da variedade, chamada de mandioca açucarada, a raiz é colhida, moída, prensada e o caldo sai pronto para ser usado no processo de produção do álcool, o que a diferencia das outras matérias-primas utilizadas com a mesma finalidade. Pelo processo tradicional de produção de álcool de mandioca é preciso recorrer a enzimas para transformar o amido em açúcar.

A proposta de produzir álcool a partir da mandioca açucarada não significa concorrência com o etanol de cana-de-açúcar, mas sim a possibilidade de ocupar outros nichos agrícolas, como a Amazônia, o Nordeste e o Centro-Oeste. Os resultados de três anos de experimentos apontaram uma produção que variou de 8 a 60 toneladas de raiz por hectare, dependendo da variedade plantada.

Com a variedade testada foi obtido um rendimento de 14 metros cúbicos (m3) de álcool por hectare ao ano. Isso por um processo de fermentação que dura apenas dez horas. Pelo processo convencional de hidrólise de amido da mandioca o rendimento é em torno de 6,4 m3 de álcool por um processo de fermentação que dura cerca de 60 a 70 horas, enquanto o processo tradicional da cana chegou a 8 m3 num tempo de 48 horas.

Uma das características mais marcantes da mandioca é a capacidade de produção, mesmo em condições adversas. Esse comportamento é explicado pela eficiente associação de fungos com raízes da mandioca, conhecida como micorrizas, e pela associação com outros microorganismos fixadores de nitrogênio. A planta também é resistente à falta de chuvas tanto no plantio como durante o período produtivo.

Uma das grandes vantagens para exploração da mandioca como produtora de etanol é que não existe no mundo um país que disponha de tanta diversidade genética dessa planta como o Brasil, porque ela foi domesticada aqui. O amido da planta é uma fonte energética bastante eficiente. Enquanto 1 tonelada de cana produz 85 litros de álcool, 1 tonelada de mandioca com rendimento de 33% de amido e 2% de açúcares pode produzir 211 litros de álcool combustível, mas já existem variedades com 36% de amido.

Porém, os custos de produção da cana são menores se comparados aos da mandioca. O custo da tonelada da cana foi de R$ 37,60 por tonelada na safra de 2005 a 2006, enquanto o da mandioca correspondeu a R$ 84,52 por tonelada no mesmo período.

Via Revista Pesquisa FAPESP

Plástico renovável com o polímero verde

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O forte aquecimento do mercado consumidor e a pressão nos custos das matérias-primas originadas do petróleo têm levado as indústrias de plástico a buscar, em fontes renováveis, matérias-primas substitutas para seus produtos. Plásticos feitos a partir do etanol de cana-de-açúcar, que podem ser reutilizados num processo de reciclagem, além de polímeros biodegradáveis produzidos por bactérias alimentadas por sacarose e outras substâncias estão na linha de frente de pesquisas e investimentos anunciados por gigantes petroquímicas como Dow Química, Braskem e Oxiteno, fabricantes de resinas plásticas feitas a partir da nafta e de outras matérias-primas derivadas do petróleo. A Braskem, líder latino-americana em produção de resinas, investiu US$ 5 milhões em pesquisa e desenvolvimento para chegar a um polietileno certificado a partir de álcool da cana, chamado de “polímero verde”.

As pesquisas que resultaram no novo produto tiveram início em 2005, embora desde 1998 a empresa já avaliasse as propriedades de outros polímeros de matérias-primas renováveis existentes no mercado. Como naquela época não havia ainda um mercado efetivo interessado em um produto desse tipo, o assunto não prosperou. “Ao retomar as discussões, avaliamos as opções existentes e começamos a trabalhar com o polietileno verde a partir do álcool de cana”, relata Antônio Morschbacker, gerente de tecnologia de Polímeros Verdes do Pólo Petroquímico de Triunfo, no Rio Grande do Sul, responsável pelo desenvolvimento do projeto.

As informações disponíveis apontavam que a empresa poderia chegar a um produto competitivo. “Ao longo de 2005, depois de estimativas de custos, vimos que seria viável fabricá-lo e, em 2006, decidimos construir a planta piloto e paralelamente fizemos um estudo mais aprofundado do mercado mundial”, diz Morschbacker. “O processo, bastante eficiente, transforma 99% do carbono contido no álcool em etileno, matéria-prima do polietileno.” O principal subproduto é a água, que pode ser purificada e reaproveitada.

Na planta piloto, que começou a funcionar em junho de 2007, é feita a transformação do etanol – obtido por um processo bioquímico de fermentação do caldo, centrifugação e destilação – em etileno. A conversão ocorre por meio de um processo de desidratação, no qual são adicionados catalisadores – compostos que aceleram as reações químicas – ao etanol aquecido, que permitem a sua transformação em gás etileno. A partir daí, para chegar ao polietileno, o plástico de maior utilização no mundo, o processo de fabricação é igual ao empregado para as matérias-primas provenientes de fontes fósseis, ou seja, o etileno polimerizado resulta no polietileno. A polimerização é uma reação em que as moléculas menores (monômeros) se combinam quimicamente para formar moléculas longas e ramificadas.

Com o etileno produzido por essa tecnologia é possível fazer qualquer tipo de polietileno. Inicialmente a Braskem pretende produzir resinas de alta densidade e de baixa densidade, para aplicações rígidas e flexíveis em setores como o automotivo, empacotamento de alimentos, embalagem de cosméticos e artigos de higiene pessoal. Alguns clientes, do Brasil e do exterior, já estão recebendo amostras do polímero verde produzido em escala piloto. O início da produção em escala industrial, que deverá chegar a 200 mil toneladas anuais, está previsto para o final de 2009. Por enquanto a empresa ainda não definiu onde será instalada a fábrica destinada à produção do novo polímero, que deverá demandar investimentos de cerca de US$ 150 milhões.

O produto, que deverá custar entre 15% e 20% a mais do que os polímeros tradicionais, será destinado, principalmente, aos mercados asiático, europeu e norte-americano. Antes mesmo de ser lançado em escala comercial, o polietileno verde já faz sucesso. 

O polietileno de etanol foi certificado pelo laboratório Beta Analytic, dos Estados Unidos, pela técnica do carbono-14, como um produto feito com 100% de matéria-prima renovável. A matéria-prima utilizada, no caso o etanol, é renovável, mas o produto final não é biodegradável. “O produto possui propriedades idênticas aos polietilenos produzidos a partir do petróleo. Como é um plástico bastante resistente e estável, ele pode ser reciclado e reutilizado várias vezes e, no final da vida útil, pode ser incinerado sem causar nenhum problema ambiental”, diz Morschbacker. A grande vantagem ambiental do polietileno do álcool é que, para cada quilo de polímero produzido, são absorvidos em torno de 2,5 quilos de gás carbônico, o dióxido de carbono, da atmosfera pela fotossíntese da cana.

Via Revista Pesquisa Fapesp

Etanol a partir de beterrabas – Primeira usina de biocombustíveis do Reino Unido entra em operação

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A primeira destilaria de etanol do Reino Unido foi inaugurada na última quinta-feira, 22 de Novembro. Localizada em Wissington, Norfolk, a usina utilizará o açúcar extraído de beterrabas pela empresa British Sugar (a maior fábrica deste tipo do mundo). A capacidade de produção será de até 70 milhões de litros de etanol por ano. A destilaria utilizará cerca de 110.000 toneladas de açúcar por ano e espera-se que a produção de energia reduza o impacto causado pelas emissões de CO2 por combustíveis fósseis em até 50%.

A partir do mês de Abril do próximo ano, todos os combustíveis utilizados para transporte terão de ter, obrigatoriamente, 2,5% de matéria renovável. No segundo ano, a mistura será elevada para 3,75% e para 5% a partir de 2010. Atualmente, o governo britânico concede uma isenção fiscal de 20 centavos de libra por litro de biodiesel produzido. Com a nova media, as companhias de combustível terão de pagar uma multa de 15 centavos de libra por litro caso não cumpram com suas obrigações. A adição de apenas 5% de biocombustíveis nos combustíveis fósseis deve evitar a emissão anual de 1 milhão de toneladas de gás carbônico no Reino Unido. Isso equivale a 1 milhão de carros a menos nas ruas.

Via Reuters e SmartPlanet