Método aproveita o dióxido de carbono gerado na fermentação do etanol para reduzir a umidade do bagaço, elevar a produção de vapor e ampliar a geração de energia elétrica
Pesquisadores da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desenvolveram uma tecnologia que utiliza o dióxido de carbono (CO₂) gerado na fermentação do caldo de cana como agente de secagem do bagaço utilizado nas caldeiras das usinas sucroenergéticas. O objetivo é reduzir a umidade do material, aumentar a eficiência energética do processo e minimizar riscos operacionais associados à combustão da biomassa.
O conhecimento foi licenciado para a Quimergia Inovação, empresa criada pelos próprios pesquisadores para levar a tecnologia ao mercado. Segundo Jean-Christophe Bonhivers, pesquisador da FEQ e cofundador da Quimergia Inovação, os métodos convencionais de secagem utilizam gases de combustão para transferir calor ao bagaço e promover a evaporação da umidade. No entanto, esses gases apresentam elevada concentração de oxigênio, além de compostos ácidos, fuligem, cinzas e outras partículas em suspensão, fatores que aumentam o risco de oxidação, ignição do material e desgaste dos equipamentos.
Como alternativa, a tecnologia propõe o reaproveitamento do CO₂ produzido pelas próprias usinas durante a fermentação do etanol. De acordo com Bonhivers, a maior polaridade das moléculas do gás reduz a tensão superficial da água presente no bagaço úmido, facilitando o processo de secagem.
“O CO₂ não é um agente oxidante, ao contrário do ar atmosférico, que contém cerca de 21% de oxigênio. Essa característica contribui para reduzir o risco de combustão em biomassa com partículas finas, como o bagaço”, afirma o pesquisador.
Tecnologia amplia eficiência energética e reduz riscos operacionais
Além de melhorar o desempenho energético das usinas, a tecnologia busca reduzir danos aos equipamentos, minimizar o risco de combustão espontânea do bagaço, aumentar a eficiência térmica e diminuir custos de manutenção.
Segundo Carlos Eduardo Vaz Rossell, um dos inventores da tecnologia e também cofundador da Quimergia Inovação, o CO₂ atua como um gás inerte durante o processo de secagem. Após sua utilização, ele segue seu ciclo de liberação para a atmosfera e posterior fixação pela cana-de-açúcar por meio da fotossíntese.
“O gás carbônico elimina ou reduz o teor de oxigênio na atmosfera que envolve as partículas de bagaço, suprimindo as condições necessárias para a autoignição do material”, explica.
Segundo o inventor, a tecnologia exige algumas adequações nas usinas, incluindo ajustes nas caldeiras para operação com bagaço de menor umidade, modificações no sistema de alimentação da biomassa e a incorporação de equipamentos para recuperar a energia dos gases da caldeira e transferi-la ao meio de secagem com CO₂.
Segundo os pesquisadores, o aumento do teor de matéria seca do bagaço de aproximadamente 50% para 80% pode elevar em cerca de 30% a produção de vapor de alta pressão e ampliar em aproximadamente 50% a venda de eletricidade excedente.
Para Adriano Pinto Mariano, um dos pesquisadores responsáveis pelo desenvolvimento da tecnologia, o aproveitamento do CO₂ gerado na fermentação para a secagem do bagaço tem potencial para aumentar simultaneamente a eficiência ambiental e econômica das usinas.
“O aumento da geração de eletricidade usando a mesma quantidade de bagaço abre também oportunidades de novos negócios”, afirma.
O pesquisador destaca ainda que a energia excedente poderá ser utilizada, por exemplo, na produção de hidrogênio verde por meio da eletrólise da água, ampliando as possibilidades de aproveitamento energético nas usinas.
Tecnologia avança para validação em escala piloto
A prova de conceito da tecnologia já foi validada com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), por meio da Fase 1 do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Os testes em condições controladas comprovaram a viabilidade técnica da solução para a secagem otimizada e segura do bagaço de cana-de-açúcar.
A tecnologia avança agora para as próximas etapas de desenvolvimento, validação em maior escala e implantação de uma unidade-piloto.
Segundo Riann de Queiroz Nóbrega, cofundador da Quimergia Inovação, já foram iniciadas tratativas com potenciais parceiros industriais, incluindo usinas do Estado de São Paulo, para estruturar o projeto de implantação da planta piloto.
“O mercado potencial para a comercialização do novo secador é amplo. Existem cerca de 400 usinas que produzem açúcar e/ou etanol no Brasil”, afirma.
Além do mercado nacional, os pesquisadores avaliam que a tecnologia poderá ser exportada para países como Estados Unidos, Austrália, China, Índia e Tailândia e, futuramente, adaptada para destilarias de milho.
Com informações Unicamp| Entrevistas de Vinicíos Rosa da Inova Unicamp
