Biocombustíveis – Demanda internacional fica aquém do previsto e preços despencam

Embora os seres humanos não consigam digerir a celulose, cupins, ruminantes (pelos micro-organismos do rúmen), castores e cogumelos podem. A maioria das celulases são um complexo de três enzimas trabalhando juntas para hidrolisar a celulose. Se, por problemas de condições desfavoráveis como pH, ou pela presença de produtos indesejáveis, uma dessas três enzimas não operar, o processo é interrompido sem produzir álcool.

A celulose tem centenas de cordões, cada um com muitas moléculas de glicose ligadas, constituindo a chamada unidade de celulose cristal, que, para ser hidrolisada, necessita das três enzimas. A primeira enzima, a endoglucanase, tem a função de romper as cadeias localizadas na estrutura cristalina. A segunda, a exoglucanase, rompe uma das cadeias localizadas na estrutura cristalina. Pela ponta da cadeia rompida, quebra e separa em polímeros de celobiose (duas moléculas de glicose unidas). Na etapa seguinte, a beta-glucosidase rompe a celobiose, libertando as duas moléculas de glicose que serão fermentadas em etanol.

O fungo Trichoderma reesei hidrolisa a celulose, mas não a hemicelulose (xilose e arabinose, entre outras). Entretanto, outros micro-organismos têm sido experimentados, como o Acidothermus cellulolyticus, mas sem mostrar a mesma eficiência com o T. reesei.

O Departamento de Energia (DOE) dos EUA, em seu Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), contratou as maiores fabricantes de enzimas, entre elas a Genencor e a Dyadic (dos EUA), Novozymes e Danisco (Dinamarca), e a Iogen (Canadá), com o objetivo de reduzir o preço das enzimas para US$ 0,10 a US$ 0,20 por galão de etanol produzido.

A Iogen Corporation, empresa canadense sediada em Ottawa, produtora de enzimas, construiu a primeira unidade semi-industrial de etanol de biomassa (com 40 t/dia de palha de trigo). Esse empreendimento recebeu financiamento da British Petroleum, DOE, Shell Petroleum e do próprio governo do Canadá.

Pré-tratamento – Segundo Andrade, o processamento da biomassa exige um pré-tratamento para a remoção da lignina, com variações decorrentes do tipo de material empregado. Métodos físicos, biológicos e químicos estão sendo avaliados, com alguma vantagem para os últimos. “Meios alcalinos solubilizam com eficiência a lignina, mas resultam em grandes perdas de hemicelulose, que se torna um polímero insolúvel”, comentou.

Uma alternativa em desenvolvimento são as biorrefinarias. O governo americano anunciou investimentos de US$ 385 milhões para financiar, em quatro anos, seis biorrefinarias de grande escala. O programa de biomassa do NREL integra o desenvolvimento de projetos de combustíveis (etanol) e produtos derivados como: 1,3 propanodiol, ácido polilático (fármaco usado para insuficiência cardíaca), isorsobida, ácido lático e outros produtos químicos que, obtidos via nafta, tinham se tornado praticamente inviáveis com o petróleo cotado acima de US$ 140 por barril, no ano passado.

O conceito de biorrefinaria reside na integração de processos de conversão e equipamentos para produzir combustível, energia e produtos químicos derivados de biomassa. O conceito é análogo ao de refinaria de petróleo. A biorrefinaria precisa balancear produtos de alto valor comercial e pequenos volumes com outros de baixo valor, mas obtidos em grandes volumes.

Andrade explicou que, para o NREL, o conceito é formado por duas plataformas distintas. A plataforma de açúcar compreende processos de conversão bioquímicos focados na fermentação de açúcares extraídos da carga de biomassa. A outra plataforma consiste na gaseificação de cargas de biomassa e subprodutos do processo acima. “As biorrefinarias colocam os ‘carros na frente dos bois’ porque não foi resolvido o principal entrave: a obtenção competitiva da hidrólise enzimática da celulose”, comentou. Ele informou que há empresas brasileiras interessadas em aplicar o conceito comercialmente.

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