Etanol celulósico

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Etanol Celulósico (Ceetol), também chamado etanol de lignocelulose, é a denominação dada ao álcool etílico (etanol) obtido a partir da quebra das cadeias da celulose, hemicelulose e pectina, polímeros que constituem a estrutura fibrosa dos vegetais, através de reações químicas ou bioquímicas.

Uma das principais matérias-primas usada para produção do etanol celulósico é a biomassa composta pelos rejeitos e resíduos das colheitas e do processamento de vegetais, que não é reaproveitada para alimentação humana e animal ou para outras finalidades.

De acordo com Michael Wang, do Argonne National Laboratory, um dos benefícios do etanol celulósico é reduzir as emissões que causam o efeito estufa em até 85% através da gasolina reformulada.[1] Em contrapartida, o etanol de amido (i.e., do milho), que mais frequentemente usa gás natural para fornecer energia para o processo, pode não reduzir essas emissões dependendo de como a matéria-prima é produzida.[2]

Produção[editar | editar código-fonte]

Os processos comumente mais usados são a hidrólise e a fermentação.

Hidrólise[editar | editar código-fonte]

Nesta etapa, estudada desde antes da Primeira Guerra Mundial, cujo interesse foi retomado recentemente (ver política, neste artigo), a celulose (e em alguns casos, também a hemicelulose e lignina) é submetida a um processo enzimático ou ácido.

Na hidrólise enzimática, enzimas como a celulase, a celobiase e a beta-glicosidase hidrolizam os polímeros à glicose.

Na hidrólise ácida, a biomassa a ser hidrolisada é tratada por algumas horas com uma solução diluída ácida, (ácido clorídrico ou ácido sulfúrico por exemplo), a uma concentração em torno de 12% em água e a uma temperatura acima de 70 °C.

Cada técnica tem suas vantagens e desvantagens. A hidrólise enzimática gera menor quantidade de resíduos e tem menor impacto ambiental, consumindo também uma menor quantidade de energia. No entanto, os microorganismos necessários para este processo são muito específicos e demandam grandes necessidades metabólicas, encarecendo e dificultando a técnica. O processo ácido oferece maior rendimento e portanto é economicamente mais competitivo.

Fermentação[editar | editar código-fonte]

O microorganismo Saccharomyces cerevisiae, fermento de pão ou cerveja, tem sido usado desde o Egito antigo para transformar os açúcares naturalmente presentes em cereais e frutas em etanol, com dióxido de carbono como subproduto. Microorganismos semelhantes são usados para transformar a glicose produzida pelos processos de hidrólise acima mencionados em etanol. O rendimento deste processo é limitado pela quantidade de etanol produzida. Se ela ultrapassar 12% em volume no meio, a reprodução do fermento (e portanto a conversão do processo) se reduz drasticamente. Existem cepas de microorganismos que continuam ativos a uma concentração próxima a 25%, porém não são comerciais.

A fermentação da glicose ocorre preferencialmente a outros açúcares, cuja conversão em etanol ocorrerá somente após o processamento de toda a glicose. Este fator reduz a eficiência do uso de biomassas de algumas espécies, como os resíduos da espiga do milho, por exemplo, onde 30% da massa a ser hidrolizada é composta por xylose.

Outros processos[editar | editar código-fonte]

A produção de etanol pode também ser realizada a partir da queima controlada da biomassa, produzindo gás de síntese que pode ser transformado em etanol por fermentação de bactérias (como exemplo, do gênero Clostridium) ou por processos químicos catalíticos, semelhantes aos usados para produção de metanol e outros produtos químicos.

Política[editar | editar código-fonte]

Em 2008, o barril de petróleo chegou a valer 140 dólares e fontes alternativas de energia, como a biomassa, começaram a ser reestudadas como matéria prima para produção de energia. Países com grande tradição no agronegócio, como o Brasil e os EUA, têm dedicado esforços na pesquisa de etanol a partir da biomassa, para substituição ou enriquecimento da gasolina. Investimentos da ordem de 3 bilhões de dólares foram dedicados durante o governo Bush para pesquisa e desenvolvimento de novas fontes de etanol.

O uso de terras agriculturáveis especificamente para cultivo de vegetais destinados à geração de energia para indústrias e veículos tem gerado discussões entre vários grupos sociais devido à possibilidade de diminuição na produção de alimentos e consequente aumento do preço destes. Os casos mais polêmicos são, nos EUA, o aumento das áreas plantadas em milho para produção de etanol e, no Brasil, as monoculturas de cana-de-açúcar.

Existe grande potencial para produção de etanol celulósico a partir de rejeitos de processamento de lavouras como cascas de arroz, cavacos de eucalipto e pinus descartados após a produção de papel, palhas do cafeeiro, folhas da árvore de chá e outras culturas. Estes rejeitos normalmente são descartados em aterros ou incinerados, representando um passivo ambiental, e poderão ser transformados em produtos químicos de oportunidade, entre eles, o etanol.

Referências


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