Vinhaça alternativa, Notas de estudo de Engenharia de Produção

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70 n^ agosto DE 2011 n^ PESQUISA FAPESP 186

tecnologia

Vinhaça

alternatiVa

Resíduo da produção

de etanol pode ser usado

para produzir biodiesel

Marcos de Oliveira

Fotos Eduard o Cesar

[ EnErgia ]

PESQUISA FAPESP 186 n^ agosto DE 2011 n^ 71

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untar microalgas e vinhaça para produzir biodiesel é o desafio da empresa paulistana Algae Biotecnologia. A novidade aqui é a utilização da vinhaça, porque fazer biodiesel a partir de algas já foi obtido por algumas empresas nos Estados Unidos. O resíduo da produção de etanol é caracterizado não apenas pelo forte mau cheiro que exala, mas por ser rico em sais minerais, principalmente potássio, e possuir altos teores de matéria or- gânica com elevada acidez. Também chamada de vinhoto, ela se tornou, em meados dos anos 1970, a vilã do Proálcool, o programa governamental que implementou o etanol como combustível. Lançada como efluente em rios e lagoas, matou peixes e poluiu as águas, atingindo o lençol freático de algumas localidades. A partir de 1978, normas e legislações específicas no âmbito federal e estadual, elaboradas principalmente pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) do estado de São Paulo, obrigaram os produtores a dar um des- tino ambiental correto e comercialmente interessante ao resíduo. A solução foi usá-lo na adubação da própria plantação de cana. Desde então, a vinhaça é aspergida por meio de tubulações de irrigação, num processo chamado de ferti-irrigação, ou levada em caminhões para aplicação direta na lavoura. É um cenário sólido na indústria sucroalcooleira, mas o volume cresce de forma descomunal. Para cada litro de etanol são produzidos, pelo menos, 10 litros de vinhaça. Em 2010 foram produzidos 25 bilhões de litros de etanol e consequentemente mais de 250 bilhões de litros de vinhaça resul- tantes da destilação do vinho obtido do processo de fermentação do caldo de cana. O volume sugere alternativas e outros tipos de utilidade além da adubação. Mas na contramão desses usos e visando a uma produção de etanol mais rentável em algumas grandes propriedades que têm muitos gastos para transportar a vinhaça, surgiu um novo processo para diminuir a quantidade do resíduo por meio do aumento do teor alcoólico na fase de

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tiplicação das microalgas. Em experi- mentos feitos em outros países, prin- cipalmente nos Estados Unidos, as empresas que cultivam algas precisam acrescentar sais minerais e nutrientes à água no processo produtivo. “Nós te- mos vantagens em relação a eles porque temos um resíduo realmente econô- mico para produção”, diz Goldemberg. Nos Estados Unidos são várias as em- presas que utilizam algas para fazer bio- combustíveis, inclusive bioquerosene de aviação, embora ainda não em escala comercial, como a Solazyme, que tem investimentos da gigante Chevron, da área de petróleo e energia, a Algenol, com parcerias com a empresa Dow, e a Sapphire, com investimento da Casca- de, empresa de Bill Gates, da Microsoft, além da Fundação Rockefeller. Todas as três recebem também financiamento do Departamento de Energia dos Es- tados Unidos. Os estudos iniciais para o aproveitamento das algas na produ- ção de biocombustíveis aconteceram nos anos 1980, no National Renewable Energy Laboratory (NREL), dos Esta- dos Unidos. “Mas na época o proble- ma energético e de excesso de CO 2 não era importante”, diz Goldemberg, que é engenheiro agrônomo e já trabalhou com vinhaça em usinas de etanol antes de montar a Algae. A onda de projetos, principalmente em empresas nos Esta-

Verificamos os genes

relacionados à

capacidade de o

organismo se manter

viável em alto teor

alcoólico, diz Márcio

Silva Filho, da USP

‘

dos Unidos, com apoio governamental, começou nos anos 2000. “Poderíamos ter replicado o que se faz lá fora, embora ainda não existam produtos para venda, mas resolvemos ter ideias próprias e seguir um caminho novo com a vinhaça”, diz Goldemberg, que é filho do professor da Universidade de São Paulo (USP), ex-ministro da Edu- cação e ex-secretário do Meio Ambiente do estado de São Paulo, José Goldem- berg. A Algae recebe financiamento para a pesquisa da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), em um projeto do Pro- grama Subvenção Econômica, de R$ 2, milhões, e um segundo do Banco Na- cional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), do Fundo de Tecno- logia (Funtec), para ser realizado com a UFSCar, no valor de R$ 3,2 milhões, em três anos, que recebeu também R$ 400 mil da empresa. A Algae foi criada em 2007 e desde 2009 é uma joint-venture com o Grupo Ecogeo, um conglomerado de empresas com atuação nas áreas de consultoria e engenharia ambiental que faturou R$ 50 milhões em 2010.

Levedura alcoólica - A produção de biodiesel a partir da vinhaça pode tam- bém evitar maiores gastos do produtor de etanol que precisa bombear ou levar para longe esse resíduo transformado em adubo, além de prover novos ga- nhos com o produto final. A proposta da empresa Fermentec de diminuir a produção de vinhaça pela metade pode trazer economia aos usineiros. “Levá-la até 35 quilômetros de distância do local

da produção de vinhaça paga o adubo, principalmente o cloreto de potássio, que é em grande parte importado. Além dessa distância é prejuízo”, diz Amorim, da Fermentec. O projeto da empresa é aumentar para 16% o teor alcoólico no final da fermentação, em vez da média de 8%, fase em que as leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae se encarregam de transformar o açúcar em álcool. Depois, na fase de destilação, o álcool é separado da vinhaça. A empresa, que tem um faturamen- to de R$ 10 milhões por ano, seleciona linhagens de Saccharomyces desde 1990 e é responsável por cerca de 80% das leveduras utilizadas nas usinas do país. Ela desenvolve há seis anos estudos em relação à temperatura no processo de fermentação e principalmente na sele- ção desses microrganismos. Para isso, reuniu pesquisadores como os professo- res Luiz Carlos Basso e Márcio de Castro Silva Filho, da Esalq, Pio Colepicolo, do Instituto de Química da USP, além de Boris Stambuck, da Universidade Fede- ral de Santa Catarina. Sob a coordena- ção de Silva Filho, e financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), foi re- alizado um estudo para entender como as leveduras são adaptadas ao alto teor alcoólico da fermentação. Por meio da análise dos 6 mil genes expressos dessas leveduras foi possível verificar aqueles relacionados a essa capacidade do orga- nismo de se manter viável em alto teor alcoólico. “Já identificamos uma série de genes e a longo prazo poderemos in- troduzir ou modular a expressão desses genes nas linhagens de leveduras”, diz Silva Filho. Para selecionar novas leve- duras que atuem em alto teor alcoólico, a Fermentec solicitou em 2009 um pro- jeto do Programa de Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe) da FA- PESP. “Queremos encontrar leveduras melhores que as atuais e que possam atuar em 18% de teor alcoólico, para utilização no novo processo de fermen- tação”, diz Amorim. Um estudo foi realizado com su- cesso na Usina da Pedra, no município paulista de Serrana. Com a fermentação realizada a 16%, foi possível fazer uma estimativa de uma economia de R$ 7 milhões por safra com a vinhaça nessa usina. “Já estamos prontos para comer- cializar o processo”, diz Amorim. n

Seleção de leveduras tolerantes em processos de fermentação com alto teor alcoólico visando à redução de vinhaça e economia de energia – nº 09/52427-

modALIdAdE Pesquisa inovativa em Pequenas Empresas (Pipe)

CoordE nA dor henrique amorim – fermentec

InvESTImEnTo r$ 202.923,42 e us$ 135.310, (faPEsP)

O PrOjetO