Utilização da vinhaça e do bagaço de cana para a produção de biodiesel e antiespumante, visando a sustentabilidade ambiental através de um processo de biorefinaria integrada

• Processo: 12/50400-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Silene Cristina de Lima Paulillo
• Beneficiário: Silene Cristina de Lima Paulillo
• Empresa: Fermentec Assistência Técnica em Fermentação Alcoólica Ltda
• Município: Piracicaba
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/12010-0 - Utilização da vinhaça e do bagaço de cana para a produção de biodiesel e antiespumante, visando a sustentabilidade ambiental através de um processo de biorefinaria integrada, BP.TT
• Assunto(s): Biodiesel Sustentabilidade Refinarias Vinhaça Bagaço de cana-de-açúcar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bagaco De Cana | Biodiesel | Biorefinaria | Sustentabilidade | Vinhaca | Yarrowia Lipolytica

Resumo

A produção do bioetanol baseia-se na fermentação do mosto obtido a partir do caldo e do melaço da cana-de-açúcar por leveduras. Rendimentos industriais acima de 90% têm sido obtidos por várias destilarias brasileiras, o que em parte justifica o sucesso da produção e utilização do bioetanol no país. Este processo gera enormes quantidades de bagaço e a vinhaça. Os valores estimados destes resíduos produzidos no Brasil, só em 2011/12, são de 154 milhões de toneladas de bagaço (50% umidade) e 300 bilhões de litros de vinhaça. O bagaço é utilizado principalmente para produção de energia e eletricidade através da queima em caldeiras. Quanto à vinhaça, seu uso principal tem sido a ferti-irrigação das áreas cultivadas com cana-de-açúcar. De qualquer forma, o transporte de grandes volumes de vinhaça representa um custo elevado para a indústria. Tecnologias para reduzir o volume de vinhaça têm sido desenvolvidas, como é o caso das fermentações com alto teor alcoólico. A transformação do bagaço e da vinhaça em produtos de alto valor agregado representa um desafio cientifico e tecnológico para o setor sucroalcooleiro. Para vencer estes desafios é necessário identificar oportunidades para a indústria reduzir seus custos de produção com menor impacto na natureza. Além disso, estas soluções devem ainda ser de fácil aplicabilidade para setor sucroalcooleiro. Dentre as oportunidades vislumbradas estão a produção de biodiesel e antiespumantes a partir dos do bagaço e da vinhaça. As destilarias, no Brasil consomem cerca 13 mil toneladas de dispersantes e antiespumantes por ano. O gasto é da ordem de R$ 180 milhões/ano com estes insumos. O bagaço de cana e o excesso de vinhaça podem ser usados para produzir lipídeos com maior valor agregado com aplicações na própria indústria, reduzindo o consumo de óleo diesel e antiespumantes. Isso é possível através da elaboração de um processo de biorefinaria integrada à produção do etanol. Para isso, é necessário selecionar leveduras que sejam capazes de crescer em um ou em ambos os substratos. Os lipídeos produzidos serão extraídos das células e usados na produção de biodiesel e antiespumantes. Recentemente, foram identificadas algumas leveduras oleaginosas como boas produtoras de lipídeos a partir do bagaço, em particular a Yarrowia lipolytica. Porém, a vinhaça não tem sido explorada para esta finalidade e até o momento não existe nenhum produto comercial aplicado para esta finalidade nas usinas brasileiras. Desta forma, pretende-se desenvolver um processo de biorefinaria integrada à produção de etanol (seja de primeira e/ou segunda geração) capaz de transformar o bagaço da cana-de-açúcar e a vinhaça em lipídeos para produção de biodiesel e antiespumantes com uso direto pela própria indústria sucroalcooleira. Serão selecionadas linhagens de leveduras com a capacidade de consumir os açúcares do bagaço da cana (hexoses e ou pentoses) e os compostos orgânicos da vinhaça. Desta forma, o bagaço e a vinhaça passam a ter um destino a mais por serem tratados como uma matéria-prima geradora de riqueza adicional, já que a sua utilização não implica a redução da produção de etanol. (AU)