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Etanol de
Segunda Geração
Introdução
- Meio Técnico- Científico-Informacional;
- Efeito Estufa e Aquecimento
Global;
- Bioetanol: Candidato a protagonista;
- Brasil: Segundo maior produtor mundial de etanol;
- Programa Nacional do Álcool;
- Combustível: Anidro ou hidratado.
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Características Gerais
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- Fontes de matéria lignocelulósica;
- Excedentes de produção agrícola;
- Bagaço da cana-de açúcar.
Pré-tratamento
Pré- Tratamento
- Etapa que consiste em alterar a estrutura da biomassa lignocelulósica:
- Facilitação da atuação de agentes químicos e/ou biológicos sobre a celulose e a hemicelulose;
- Aumento do rendimento do processo;
- Métodos.
Estrutura
Hidrólise
- Conversão de polímeros de celulose e hemicelulose em açúcares;
- Hidrólise química:
- Hidrólise enzimática:
- Celulose hidrolisada gera hexoses;
- Hemicelulose hidrolisada gera pentoses.
Hidrólise
Hidrólise
Hidrólise catalisada por ácido
(OGEDA; PETRI, 2010).
Hidrólise
Ação da celulase na hidrólise da celulose
(CARDOSO, 2018).
Fermentação
Fermentação
- Transformação dos açúcares presentes no meio reacional em etanol;
- Uso de leveduras;
- Fatores que influenciam o rendimento: condições operacionais, qualidade da matéria-prima, temperatura e pH;
- Principais métodos:
Hidrólise e Fermentação Separadas;
Sacarificação e Co-fermentação Simultâneas;
Bioprocesso Consolidado;
Sacarificação e Fermentação Simultâneas.
Separação
- Destilação do vinho obtido da fermentação:
Álcool Etílico Hidratado Combustível (AEHC)
Álcool Etílico Anidro Combustível (AEAC)
- Separação dos componentes líquidos: diferenças de volatilidade:
Formação de azeótropos;
Mistura etanol-água (1 atm de pressão e 78,2°C) formam um azeótropo com composição molar de 89% de etanol (95,6% em massa).
- AEHC (álcool hidratado) - mistura etanol-água com proporção de etanol próxima ao ponto azeotrópico (92,5%~93,8% em massa);
- AEAC (álcool anidro) - mistura com proporção superior ao valor azeotrópico (mín. 99,3% em massa).
Separação
Separação
Obtenção do AEHC;
Coluna de destilação (A, A1 e D);
Conjunto de retificação (B, B1).
Desidratação
Desidratação
- Obtenção do AEAC a partir do AEHC;
- Principais processo do setor sucroalcooleiro brasileiro:
Destilação azeotrópica;
Destilação extrativa;
Análises
- Vias Tecnológicas;
- Viabilidade Econômica do Processo;
- Análise ambiental;
- Crise no Setor Sucroalcooleiro;
- Impactos Sociais.
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Vias Tecnológicas
Vias
Tecnológicas
Iniciativas de produção comercial de etanol de segunda geração no Brasil (LORENZI; ANDRADE, 2019), adaptado com base nos dados de MARQUES (2018).
Viabilidade Econômica do Processo
Viabilidade
Economica
- Flexibilidade do bagaço;
- Mudança do custo de produção;
- Teto de preço do barril de petróleo;
- Avanços tecnológicos;
- Lógica do mercado.
Análise ambiental
Análise
Ambiental
- Utiliza resíduos pré-existentes;
- Resíduos podem ser reutilizados;
- Menor emissão de CO2.
Análise
Ambiental
Crise no Setor Sucroalcooleiro
- Aumento dos custos de produção;
- Baixa do preço internacional do açúcar;
- Agravamento devido ao COVID-19;
- Barateamento do combustível fóssil anunciado pela Petrobras.
Crise no Setor Sucroalcooleiro
Impactos Sociais
Impactos
Sociais
- A necessidade da colheita mecanizada;
- Questão do aproveitamento da biomassa;
- Competitividade:
Milhares de postos de trabalhos eliminados;
Sem tempo para absorção de mão de obra por outros setores da economia regional.
- Potencial da mudança da qualidade do ar.
Recomendações
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- Integração da produção do etanol 1G e 2G em novos empreendimentos de etanol 2G;
- Inovações no tratamento enzimático;
- Inovações no pré-tratamento;
- Busca por alternativas de biomassa na produção de etanol 2G;
- Desenvolvimento de novos microorganismos geneticamente modificados.