19 de novembro de 2017

Resíduos de laranja e banana podem contribuir para a produção de etanol

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Pesquisa realizada na Unesp oferece um destino útil para a grande quantidade de sobras geradas nos ciclos dessas frutas, da colheita ao pós-consumo (Divulgação)

 

Laranja e banana, as duas frutas mais cultivadas no Brasil, podem vir a ser também – devido aos seus resíduos – importantes fontes complementares para a produção de bioetanol veicular. Esse é o objetivo da pesquisa “Produção de bioetanol utilizando cascas de banana e laranja por cofermentação de Zymomonas mobilis e Pichia stipitis”, apoiada pela FAPESP.

O estudo foi coordenado por Crispin Humberto Garcia Cruz, professor titular da Universidade Estadual Paulista (Unesp), no campus de São José do Rio Preto, e desenvolvido pela doutoranda Michelle Cardoso Coimbra, bolsista da FAPESP.

“Claro que as respostas obtidas em laboratório não podem ser simplesmente extrapoladas para um processo industrial em grande escala. Mas elas permitem uma estimativa. Com base nos valores obtidos em escala laboratorial, se todos os resíduos resultantes das culturas de laranja e banana fossem convertidos em etanol, teríamos uma produção anual de 658 milhões de litros”, disse Garcia Cruz à Agência FAPESP.

Cardoso Coimbra descreveu, passo a passo, o processo realizado em laboratório. “Inicialmente, as cascas são secas e trituradas. Depois, passam por um pré-tratamento de hidrólise ácida, realizada com ácido sulfúrico a 5% (existem outras alternativas de pré-tratamento, como a hidrólise alcalina, a explosão a vapor etc.). O material pré-tratado é misturado com enzimas em solução por cerca de 24 horas.

Após a hidrólise enzimática, a mistura é filtrada e desintoxicada com carvão ativado para a retirada de compostos inibidores que podem ser formados na etapa da hidrólise ácida. O material é, então, utilizado como substrato para fermentação, realizada por culturas de Zymomonas mobilis e Pichia stipitis, produzindo o etanol”.

“Com a utilização da cultura consorciada de Zymomonas mobilis e Pichia stipitis, a produtividade foi maior, em comparação com os processos baseados em apenas um dos microrganismos. Isso ocorre porque, com os dois microrganismos, tanto as pentoses quanto as hexoses liberadas com a hidrólise das cascas podem ser transformadas em etanol”, comentou Garcia Cruz.

A produção brasileira de etanol de cana-de-açúcar, anidro e hidratado, é de aproximadamente 27 bilhões de litros por ano. O etanol de resíduo de laranja e banana corresponderia a 2,5% desse volume. Considerando apenas o etanol de cana-de-açúcar hidratado, que é o utilizado como combustível, a produção anual brasileira é de 15 bilhões de litros. Neste caso, o percentual do aporte do etanol de resíduo de laranja e banana subiria para 4,3%.

A maior parte desse aporte viria da citricultura.

12 milhões de toneladas de resíduos

O Brasil é, atualmente, o maior produtor de laranja do mundo, com uma produção anual da ordem de 18 milhões de toneladas. “Mais ou menos 50% do peso da laranja é formado pela casca e pelo bagaço, que são seus principais resíduos. Podemos estimar, portanto, 9 milhões de toneladas de resíduo de laranja por ano, que poderiam, idealmente, ser convertidos em 570 milhões de litros de etanol”, informou Michelle Cardoso Coimbra.

A banana, a segunda fruta mais cultivada no país, tem uma produção anual de aproximadamente 7 milhões de toneladas. Segundo a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), de cada 100 quilos de bananas colhidas, 46 quilos não são aproveitados por não atenderem aos padrões de consumo. Apenas a produção rejeitada gera ao redor de 3 milhões de toneladas de resíduos por ano. “Também idealmente, esse montante poderia ser convertido em 88 milhões de litros de etanol”, acrescentou a pesquisadora.

Somando-se os 570 milhões de litros provenientes da laranja com os 88 milhões de litros resultantes da banana, chega-se ao valor total de 658 milhões de litros/ano.

Os números são, por enquanto, puramente teóricos. Não existe no Brasil nenhuma usina de produção de etanol associada à fruticultura. Tais usinas teriam de ser instaladas preferencialmente próximas às áreas de cultivo dessas frutas, ou adaptações nas unidades atuais precisariam ser feitas. Além disso, a captação e o aproveitamento dos resíduos de frutas dependem de vários fatores. Um deles é que a geração desses resíduos ocorre em diferentes fases dos ciclos da laranja e da banana: colheita, transporte, revenda e pós-consumo.

O outro fator, ainda mais importante, é que a produção de etanol a partir de resíduos de frutas depende da chamada tecnologia de segunda geração, que consiste na quebra das cadeias de celulose e de hemicelulose por meio da hidrólise enzimática e no aproveitamento dos açúcares resultantes.

Custo das enzimas

“Um dos principais gargalos é o alto valor das enzimas necessárias para a liberação dos açúcares na etapa de hidrólise da celulose e da hemicelulose. Outro é o uso de microrganismos geneticamente modificados ou culturas consorciadas de microrganismos que possam fermentar as hexoses e pentoses liberadas com a hidrólise, aumentando assim o rendimento da produção de etanol de segunda geração”, explicou Garcia Cruz.

A primeira usina de etanol de cana-de-açúcar de segunda geração entrou em operação comercial no país no final do ano passado, em São Miguel dos Campos, Alagoas. Essa usina está localizada perto de outras três, que produzem açúcar e etanol de primeira geração, e que vendem parte do resíduo de sua produção (palha e bagaço de cana) para a usina de segunda geração. Tal arranjo, fundamental para a redução de custos com o transporte, não ocorreria, no curto prazo, no caso dos resíduos de frutas.

Apesar desses senões, os pesquisadores consideram o etanol de resíduos de frutas uma opção comercialmente promissora. Ainda mais que existiriam subprodutos. “A queima dos resíduos resultantes das várias etapas da produção do etanol poderia gerar energia elétrica. Além disso, para a utilização das cascas de laranja, seria recomendada a extração dos óleos essenciais, compostos principalmente por limoneno, subproduto de interesse para indústrias alimentícias”, afirmou Garcia Cruz.

(José Tadeu Arantes | Agência FAPESP)

 

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