A hidrólise para a produção de etanol a partir de resíduos vegetais

Este estudo continua:

  1. A hidrólise para a produção de etanol a partir de resíduos vegetais
  2. Etanol celulósico: o bagaço da cana-de-açúcar como matéria-prima para a hidrólise
  3. Disponibilidade de bagaço e palha para os processos de hidrólise
O trabalho pode ser acessado na íntegra no pdf: Conversão da celulose pela tecnologia organosolv
A matéria vegetal, também denominada de material lignocelulósico, é constituída basicamente por três substâncias principais, a Lignina, a Hemicelulose e a Celulose.
A Lignina é um polímero fenólico, derivado de álcoois aromáticos, que tem por função, conferir rigidez impermeabilidade à água e resistência mecânica e microbiológica aos tecidos vegetais. A lignina é um sub-produto do processo de hidrólise que poderá ser utilizado como fonte de energia térmica.

A Hemicelulose e a Celulose são poli-carboidratos que podem ser convertidos em seus monômeros, pentoses e hexoses respectivamente, através da adição de água à molécula. Esta reação é conhecida como hidrólise e, para que a mesma ocorra, é necessária a presença de um catalisador.

Por várias décadas, a hidrólise eficiente de material lignocelulósico, a fermentação dos açúcares formados, as pentoses e as hexoses para produzir etanol comercialmente, têm sido um grande desafio técnico. As rotas mais conhecidas são a hidrólise catalisada por um ácido, denominada de hidrólise ácida, e a outra, por uma enzima, a hidrólise enzimática.

Várias plantas de hidrólise ácida foram instaladas durante a Segunda Guerra Mundial; processos catalisados por ácido diluído são ainda hoje usados na antiga União Soviética para produzir etanol e proteína unicelular, assim como o furfural. No entanto, as baixas taxas de conversão da celulose e da hemicelulose (50-60% do teórico) tornam economicamente inviável o uso destas plantas.

Os processos catalisados por ácidos concentrados, tem uma taxa de conversão com valores adequados mas, nestes processos, o custo de recuperação dos ácidos é muito alto. Todos estes processos operam em batelada.

Processos catalisados por enzimas são objeto da maior parte dos estudos efetuados atualmente a nível mundial; em princípio, por oferecerem maior conversão e um grande potencial de redução de custos a médio/longo prazo. Há várias opções de processos em estudo hoje, mas nenhum em fase comercial.

A enorme importância do desenvolvimento de processos de hidrólise, que sejam economicamente viáveis, está relacionada com a grande disponibilidade de material celulósico na maioria das regiões do mundo e no fato dos açúcares resultantes (hexoses e pentoses) serem matéria-prima adequada, não só para produção de etanol, mas de uma grande variedade de outros químicos. Também se busca valorizar a lignina residual, através do desenvolvimento de seus derivados.