Tratamento de materiais lignocelulósicos para obtenção de etanol de segunda geração

Abstract

O presente trabalho de pesquisa de revisão bibliográfica abordou a produção de etanol segunda geração a partir de materiais lignocelulósicos, no âmbito de plataforma de biorrefinarias. Os desafios enfrentados pelo setor relacionados ao pré-tratamentos da biomassa, o aumento de produção bioenergética utilizando resíduo agroindustrial como fonte de matéria prima, a minimização dos impactos ambientais gerados pelo setor, com os objetivos de aprofundar conhecimentos e promover a pesquisa cientifica e tecnológica baseado no tema. Atualmente o Brasil ocupa 30% das terras com agropecuária, contra 74% dos EUA e 64% Japão. Nós temos mais áreas de vegetação nativa, do que os Estados Unidos e União Européia juntos. O clima do mundo esta mudando e a nossa agricultura é parte da solução, o Brasil é signatário do Acordo de Paris e tem como metas reduzir as emissões de gases do efeito. As áreas brasileiras de vegetação nativa preservada nas propriedades rurais correspondem a dez países da Europa, demonstrando o comprometimento do Brasil, com a sustentabilidade ambiental mundial. Segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB) a safra de 2021-2022 a produção de cana foi estimada em aproximadamente 592 mil toneladas, gerando uma grande quantidade de resíduos sólidos, que são queimados na cogeração de energia elétrica, emitindo gases nocivos na atmosfera e dificultando o atendimento da meta de descarbonização mundial. Quando não, são incorporados ao solo como fonte de matéria orgânica, liberando dióxido de carbono através da decomposição natural das fibras. Além disso, o desmatamento descarte de lixo e o mau uso do solo também emite grandes quantidades de gases nocivos na atmosfera causando desequilíbrio ambiental. Surge-se então o conceito de biorrefinaria, que por definição é uma unidade industrial destinada à conversão de biomassa lignocelulósica em biocombustíveis e outros bens de interesse, promovendo uma solução parcial e sustentável para a substituição do uso do petróleo, como também pelos problemas causados na combustão da biomassa para a produção de energia. A utilização de bioetanol celulósico deixa de emitir até 95% dos gases do efeito estufa na atmosfera e contribui para a manutenção das áreas de vegetação, corroborando com a matriz energética, com o meio ambiente e o conceito de economia verde. As biomassas agroindustriais formadas por celulose, hemicelulose e lignina (Materiais Lignocelulósicos) são a maior fonte de carboidratos encontrados na natureza, além de renováveis, são as matérias primas para as Biorrefinarias. O grande desafio esta no pré-tratamento dessas matérias-primas, pois essa etapa é de grande importância para se obter bons rendimentos industriais, além de políticas de incentivos e investimentos por parte dos governantes do Brasil.

The present work of bibliographic review research addressed the production of second generation ethanol from lignocellulosic materials, in the scope of a biorefinery platform. The challenges faced by the sector related to biomass pre-treatments, the increase in bioenergy production using agro-industrial waste as a source of raw material, the minimization of environmental impacts generated by the sector, with the objectives of deepening knowledge and promoting scientific and technological research based in the theme. Currently, Brazil occupies 30% of the land under agriculture, against 74% in the United States and 64% in Japan. We have more areas of native vegetation than the United States and the European Union combined. The world's climate is changing and our agriculture is part of the solution, Brazil is a signatory to the Paris Agreement and its goals are to reduce gas emissions. The Brazilian areas of preserved native vegetation on rural properties correspond to ten countries in Europe, demonstrating Brazil's commitment to global environmental sustainability. According to the National Supply Company (CONAB), the 2021-2022 harvest of sugarcane production was estimated at approximately 592,000 tons, generating a large amount of solid waste, which is burned in the cogeneration of electricity, emitting harmful gases into the atmosphere and making it difficult to meet the global decarbonization target. When not, they are incorporated into the soil as a source of organic matter, releasing carbon dioxide through the natural decomposition of fibers. In addition, deforestation, waste disposal and poor land use also emit large amounts of harmful gases into the atmosphere causing environmental imbalance. Then comes the concept of biorefinery, which by definition is an industrial unit destined to the conversion of lignocellulosic biomass into biofuels and other goods of interest, promoting a partial and sustainable solution for the replacement of the use of oil, as well as the problems caused in combustion of biomass for energy production. The use of cellulosic bioethanol does not emit up to 95% of greenhouse gases into the atmosphere and contributes to the maintenance of vegetation areas, supporting the energy matrix, the environment and the concept of green economy. Agroindustrial biomass formed by cellulose, hemicellulose and lignin (Lignocellulosic Materials) are the largest source of carbohydrates found in nature, in addition to being renewable, they are the raw materials for Biorefineries. The great challenge lies in the pre-treatment of these raw materials, as this stage is of great importance to obtain good industrial yields, in addition to incentive and investment policies by the government of Brazil.