Produção de biocombustíveis a partir do resíduo da indústria de dendê (Elaeis guinaeensis)
O Brasil possui o maior potencial mundial para a produção do óleo de dendê devido aos quase 75 milhões de hectares de terras aptas à dendeicultura, além de apresentar capacidade de produção de combustíveis alternativos a partir de diversas espécies oleaginosas, principalmente em virtude de suas características edafoclimáticas.
A produtividade de óleo por hectare da palma é cerca de dez vezes a produtividade de óleo de soja (5.000 L/ha contra 500 L/ha, respectivamente). Durante a extração do óleo bruto gera-se uma grande quantidade de biomassa (fibras dos frutos, cachos, palha, folhas) e, posteriormente, na etapa de refino, obtém-se como subproduto ácidos graxos (borra ácida) de baixo valor agregado, tornando possível a geração de biodiesel de baixo custo de produção.
Um grande desafio desse cenário diz respeito à valorização desses resíduos, com o objetivo de tornar a indústria do biodiesel mais competitiva. Uma estratégia possível é a esterificação da borra ácida utilizando etanol produzido a partir da fibra lignocelulósica, existente na biomassa residual, através de processos hidrolíticos e fermentativos.
No presente estudo, para a obtenção de etanol, foram utilizadas duas frações do material lignocelulósico: hemicelulose e celulose. Pré-tratamento ácido foi empregado para extração dos açúcares constituintes da fração hemicelulósica, realizando ensaios em um reator PARR os quais promoveram a concentrações de xilose.
Através do delineamento de uma matriz experimental utilizando métodos de planejamento experimental e de otimização simultânea de múltiplas variáveis, uma relação sólido:líquido de 1:3,64 (1g de bagaço:3,64 mL de solução de ácido sulfúrico 0,52% v/v) e uma temperatura de 162°C durante 22 minutos foram indicadas como as condições capazes de maximizar simultaneamente a eficiência do pré-tratamento (53%) e a concentração de xilose no hidrolisado.
O sistema mostrou-se eficiente e um dos resultados mais promissores, principalmente do ponto de vista de um processo tecnológico e industrial, foi a redução do tempo a 22 minutos. Além disso, acondicionamento do material em um vaso reacional representou outra vantagem por permitir uma melhor transferência de calor e massa devido ao sistema de agitação. Utilizando este sistema, foi possível alcançar concentrações de xilose de 41,7 g/L. A fermentação do hidrolisado, pela ação da levedura Scheffersomyces stipitis, atingiu uma concentração de etanol de 22,4 g/L após 21 horas de processo. A partir da fração celulósica, foi produzido etanol mediante o processo de hidrólise enzimática simultânea à fermentação, o qual consiste de uma hidrólise de 15 horas para conversão da celulose em glicose, seguida de uma etapa de fermentação de 48 horas. Neste processo, a concentração final de etanol foi de 22,4 g/L.
De posse destes resultados, e sabendo-se que para extrair 1 tonelada de óleo bruto de dendê são geradas 2,4 toneladas de bagaço e que, durante o refino do óleo bruto, são produzidas 70 kg de borra ácida, dois possíveis cenários podem ser apresentados. Considerando que esterificação etílica dessa quantidade de borra requer 38,76 kg de etanol e que a partir das 2,4 toneladas de bagaço pode-se produzir, de acordo com os resultados do presente trabalho, 278,9 kg de etanol, em um dos cenários ter-se- ia um excedente de etanol de 240,1 kg. Outro cenário pode ser vislumbrado, no qual se produz só o etanol necessário para a esterificação e o bagaço excedente (2.066 kg) seria destinado para a geração de energia, a ser utilizada na própria destilação do etanol.