ETANOL CELULÓSICO Obtenção do álcool de madeira
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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA DISCIPLINA: Seminários PROF: Leonardo Monteiro e José Antonio D. Barbosa Filho ETANOL CELULÓSICO Obtenção do álcool de madeira Cicero Lima de Almeida Orientador: Prof. José Carlos de Araújo Fortaleza, CE
2 Etanol Primeira Geração Segunda Geração
3 Curiosidade? ÁLCOOL HIDRATADO Tipos de Álcool 92% de álcool + 8% de água ÁLCOOL ANIDRO 99.6% de álcool + 0.4% de água ÁLCOOL ANIDRO ESPECIAL Isento de benzeno e ciclo-hexano
4 Etanol Celulósico (Ceetol), ou 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
5 Matériaprima: Resíduos de culturas(palha milho, arroz) Madeira Resinosas(Pinheiros) Resíduos de celulose(jornal) Herbáceos(gramíneas) Resíduos urbanos (CARDONA; QUINTERO; PAZ, 2010)
6 Produção São duas principais técnicas de produção do Etanol da 2ª Geração Hidrólise enzimática Agente hidrolisante, conjunto de enzimas hidrólise ácida Agente hidrolisante, solventes ácidos Ambas ocasionando o descolamento da lignina da celulose que é transformada em glicose, que, por sua vez, é fermentada, obtendo-se o álcool
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9 Pré-tratamento do material celulósico Rendimento de açúcares Sem eficiência 20% Com eficiência ~ 90%
10 Vantagense Desvantagensdos diferentes métodos de pré-tratamentoe hidrólise de material celulósico
11 Fonte: Ogeda e Petri, (2010)
12 Continuação... Fonte: Ogeda e Petri, (2010)
13 Hidrólise Hidrólise enzimática As enzimas como a celulase, a celobiasee a betaglicosidase hidrolizam os polímeros à glicose. Hidrólise ácida A biomassa a ser hidrolisada é tratada por algumas horas com uma solução diluída ácida, (ácido clorídrico ou ácido sulfúrico), a uma concentração em torno de 12% em água e a uma temperatura acima de 70 C.
14 Custos (kg de etanol) Celulósico -US$ 0,80 Amido -US$ 0,35 Sacarose -US$ 0,27
15 A posição do Brasil na corrida pelo etanol celulósico: mensuração por indicadores C&T e programas de P&D Iraci Souza João, Geciane Silveira Porto, Simone Vasconcelos Ribeiro Galina Objetivos Verificar os resultados de esforços científicos e tecnológicos dos países no desenvolvimento do etanol celulósico Número de pedidos de Patentes Dados de produções bibliométricos(artigos)
16 Resultados Patentes Total 95 ( ) Artigos Total 403 ( ) Novos métodos Revisões de literatura 49 ligação + de um país Pedidos de patentes e artigos publicados relacionadas à produção de etanol celulósico junho 2010
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19 Bioetanol/FINEP 2006 Contraposição Brasil X EUA O Etanol 5,7% da matriz energética nacional em 2009 Iniciativa privada 2 emp. Fapesp/Bioen 2008 CTBE* Os Biocombustíveis 1,7% da matriz energética nacional (EIA, 2010) Iniciativa privada 117 emp. BiomassProgram 2007 * Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol
20 EUA 130 projetos financiados pelo Biomass Program 21% são plantas piloto p/ produção em escala industrial e semi-industrial. Brasil há apenas uma planta-piloto para desenvolvimento de processos em uma empresa privada (Bioen/Dedini/Fapesp) e outra em fase de construção no CTBE
21 Entraves nos EUA Prod: M Litros (10%) Crise financeira Logística
22 Entraves no Brasil Protecionismo que cerca o setor americano de etanol de milho De ordem tecnológica Maso etanol celulósico do Brasil, se viabilizado tecnológica e comercialmente, será certamente mais baratoque o similar americano.
23 Futura Evolução na produção do Etanol 4ª geração Parede Parede Parede Parede celul celul celul celul lular lular lular lular 2ª geração Hidrólise ácida 1 a 2 anos 3ª geração Hidrólise com microorganismos + de 4 anos Modificações na parede cana Novas variedades incluindo transgênicos + de 10 anos Preparações físicas do bagaço técnicas que aumentem a superfície exposta a ácido e enzimas Etanol de 1ª Geração: a fermentação da sacarose Pré-hidrólise pela própria planta Modificações na composição da parede celular Uso de fungos geneticamente modificados sbuck@usp.br Açúcares Açúcares Açúcares Açúcares fermentáveis fermentáveis fermentáveis fermentáveis Resíduos tóxicos p.ex. furfurais Hidrólise enzimática direta por fungos Uso de coquetéis enzimáticos Bioetanol Bioetanol Bioetanol Bioetanol Rotas para o etanol celulósico Marcos Buckeridge, ms
24 Bibliografia GONÇALVES, J. A. A distante revolução da celulose: grande aposta da politica energética americana, a produção em larga escala do etanol celulósico passa por dificuldades --e deve levar mais tempo do que o previsto. Exame. 44.5, Mar. 24, OGEDA, T. L.; PETRI, D. F. S. Hidrólise enzimática de biomassa. Quim. Nova, v.33, n.7, p , JOÃO, I. S.; PORTO, G. S.; GALINA, S. V. R. A posição do Brasil na corrida pelo etanol celulósico: mensuração por indicadores C&T e programas de P&D. Revista Brasileira de Inovação, Campinas (SP), v.11, n.1, p , BUCKERIDGE, M. S.; SANTOS, W. D.; SOUZA, A. P. As rotas para o etanol celulósico no brasil.departamento de Botânica IBUSP. Disponível:
25 Podemos facilmente perdoar uma criança que tem medo do escuro; a real tragédia da vida é quando os homens têm medo da luz (Platão) Cicero Lima de Almeida climaal@hotmail.com
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