BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR COMO MATÉRIA-PRIMA

O setor sucroalcooleiro identifica-se como aquele que apresenta o maior potencial para implementação comercial da produção de etanol, a partir de hidrolisado de material lignocelulósico. Uma vez introduzida no setor sucroalcooleiro, esta tecnologia poderá ser estendida a outros setores industriais que, também, poderão gerar grandes volumes de resíduos sólidos de origem vegetal.

Como o setor já produz etanol hidratado e anidro carburante, já possui as utilidades e a infra-estrutura para produção e estocagem do produto final, podendo esta estrutura ser partilhada com as novas unidades de hidrólise.

As matérias-primas disponíveis para hidrólise são: o bagaço da cana e os resíduos da colheita, os quais estão disponíveis em grande volume e próximos das instalações industriais, o que resulta em um baixo custo de oportunidade.

As usinas e destilarias são auto-suficientes na geração de energia térmica, mecanica e elétrica, podendo ainda, gerar todas as utilidades e o excesso de bagaço que serão utilizados no processo de hidrólise. Possuem também, a infra-estrutura para tratamento de efluentes, líquidos, sólidos e gasosos, bem como os serviços de apoio à produção e as facilidades para estocagem e movimentação, tanto da matéria-prima, quanto do etanol final, assim como a preparação, movimentação e estocagem do bagaço.

A grande maioria das usinas do setor já utiliza tecnologia avançada, tanto na área agrícola como industrial, para a produção do etanol. Prova disto é que o custo de produção do etanol no Brasil é o menor em nível mundial.

Como exemplo, pode-se citar os Estados Unidos, onde os custos variáveis do etanol do milho estão em US$ 0,96/galão e os custos fixos entre US$ 1,05 e US$ 3,00, enquanto no Brasil tem-se custos variáveis de US$ 0,89/galão e custos fixo de US$ 0,21/galão, com custos totais de US$ 1,10/galão (MARTINES FILHO, et al, 2006). Segundo a Única, os custos de produção do etanol no Brasil estariam em US$ 0,90/galão e US$ 1,30/galão. Os números do USDA comparam o custo de produção do etanol fabricado com base em diferentes matérias-primas (Figura 2.6). Informações de quaisquer das fontes consultadas confirmam, entretanto, a vantagem comparativa de

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custos do etanol brasileiro. Segundo especialistas, mesmo aos seus patamares históricos (US$ 30-35/barril), o etanol brasileiro não perderia sua competitividade.

Figura 2.6. Custo de Produção do Etanol. Fonte: USDA (2007).

A conjunção destes fatores, seguramente, resultará em uma elevada atratividade para a conversão do bagaço em etanol, que dificilmente poderá ser suplantada por outra matéria-prima de origem vegetal.

A profissionalização do setor e o emprego de tecnologias mais eficientes nas usinas que produzem o etanol, a partir dos açúcares extraíveis da cana, estão gerando grandes excedentes de bagaço, com potencial para que este excedente seja transformando em etanol, o que irá permitir aumentar significativamente a oferta deste combustível, sem exigir um aumento proporcional das áreas de plantio. Nesta nova condição, o aproveitamento da cana será integral.

O bagaço da cana-de-açúcar é a fração de biomassa resultante após os procedimentos de limpeza, preparo (redução através de jogos de facas rotativas niveladoras e desfibramento através de jogos de martelo oscilante) e extração do caldo de cana (através de ternos de moagem ou de difusores). Não é uma biomassa homogênea, apresentando variações em sua composição, assim como na sua estrutura morfológica, em função dos procedimentos de corte no campo e no processamento industrial.

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A Tabela 2.4. Reproduz a composição característica do bagaço, segundo estudos conduzidos no Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICICDA).

Tabela 2.4. Composição do bagaço e da palha de cana-de-açúcar.

Composição % em massa

(base seca)

Bagaço Fibra Medula Palha

Celulose 46,6 47,7 41,2 45,1 Pentosanos 25,2 25,0 26,0 25,6 Lignina 20,7 19,5 21,7 14,1 Organosolúveis 2-3 - - 3,5 Aquosoluveis 2-3 - - Cinzas 2-3 - - 8 Umidade 48-52 - - 9,7

Esse material celulósico é composto por polissacarídeos, que são a celulose (um polímero da glicose que corresponde, em média, a 44% em massa da biomassa lignocelulósica), a hemicelulose (um heteropolímero mais complexo, que representa 30% em massa da biomassa e é formado por pentoses, que são açúcares de cinco carbonos) e a lignina (que é o material estrutural da planta, que hoje não pode ser convertida em etanol por limitações quase intransponíveis, mas pode, ainda que de tratamento mais complexo, ser fonte de outras matérias-primas). Os dois primeiros podem ser transformados em açúcares que, fermentados permitirão expressiva produção adicional de etanol.

A transformação estequiométrica do bagaço padrão, e seu potencial máximo de produção de etanol, são apresentados na Figura 2.7. Para este cálculo, são considerados unicamente os açúcares redutores potencialmente recuperáveis da hemicelulose e da celulose.

19 Etanol Total: 186 L Etanol: 123 L 1 TON Bagaço Celulose: 200Kg Hemicelulose: 158Kg Lignina: 100Kg Proteínas: 17Kg Hexoses: 209Kg Hidrólise Pentoses: 126Kg Fermentação Etanol: 63 L Fermentação

Figura 2.7. Potencial de Transformação de Bagaço em Etanol pela Hidrólise.

O processo de hidrólise destina-se a quebrar as (macro) moléculas de celulose ou hemicelulose, por meio da adição de ácido sulfúrico aos resíduos, no caso da hidrolise ácida, ou pela ação de enzimas (catalisadores orgânicos), no caso da hidrolise enzimática. Apesar dos avanços dos processos biotecnologicos, existem algumas limitações, principalmente no que se refere às questões de investimento, para ilustrar algumas limitações no estagio atual da tecnologia de produção do etanol celulósico, algumas indicadores são confrontados na Tabela 2.5, seja ele fabricado a partir do milho ou da celulose, nos Estados unidos.

Tabela 2.5. Quadro comparativo das Características Atuais da Produção do Etanol.

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