PRODUÇÃO DE ALCOOL DA MANDIOCA

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A utilização da mandioca como fonte de carboidratos para produção de etanol sempre foi considerada tomando-se como referencial a cultura da cana de açúcar que lhe concorre com vantagens nada desprezíveis. De um lado uma cultura predominantemente de utilização na alimentação na forma in natura ou como farinha atendendo extensas populações e de outro uma cultura praticada intensivamente para produção de açúcar que suprindo a demanda interna, acessa importantes mercados de exportação.

Prof. Dr. Cláudio Cabello – Diretor do CERAT/UNESP, Botucatu/SP dircerat@fca.unesp.br

Botucatu, 24 de maio de 2005

Fatores outros determinaram a convergência de recursos financeiros e humanos no desenvolvimento de tecnologias para a produção de cana de açúcar e também a melhorias no processo agroindustrial, de modo que após a maturação destes investimentos, principalmente no período de 1970 até 1990, a realidade nos oferta um sistema otimizado de produção de açúcar e/ou álcool de qualidade. O mesmo não aconteceu com a cultura e agroindustrialização da mandioca que tem caminhado com o apoio tradicional de organismos de fomento à pesquisa como o CERAT, IAC, IAPAR, EMBRAPA, e outros.

Tendo esta realidade como cenário, tanto uma como a outra fonte de matéria prima apresentam características de produção de carboidratos que ao longo do tempo vem sendo estreitada com o desenvolvimento de novos clones de variedades de mandioca que vão aos poucos trazendo uma maior produtividade no campo, racionalização no manejo da cultura, desenvolvimento de melhorias na produção agrícola, etc que tem estimulado o setor e deste modo recorrente tem-se uma melhoria global na produção. Para a cultura da mandioca existe ainda muito espaço a ser conquistado em termos de produtividade agronômica, enquanto que para cana de açúcar que a anos vem desenvolvendo o seu potencial agronômico, os incrementos em produtividade vão sendo menores e a maiores custos.

A Tabela 1 abaixo apresenta valores comparativos de produtividade de carboidratos onde observa-se que a mandioca vem ganhando espaço em produtividade e com potencialidades ainda não esgotadas. No estado de São Paulo, ocupando solos de média fertilidade a variedade de mandioca denominada IAC 14 tem apresentado atualmente a produtividade citada sem maiores cuidados no manejo enquanto que a produtividade agrícola da cana de açúcar foi tomada pela média, pois o critério de comparação fica muito afetado pela diversidade de produtividade que se apresenta por exemplo quando é de 1º ou 2º e 3º, etc cortes da soqueira, mas todos em solos tratados e de qualidade.

Tabela 1 – Valores comparativos para produtividade de etanol a partir de mandioca e cana de açúcar.

Componente

Mandioca

Cana de açucar

Produtividade agrícola (t / ha.ano)

Açúcares Totais (%)

Produtividade em açúcares (t / ha.ano)

Conversão teórica (m3 / t açúcares)

Produtividade etanol (m3 / ha.ano)

Preço CIF matéria prima (R$ / t)*

Custo unitário etanol (R$/m3)

30,0

35,0

10,5

0,718

7,54

110,00

437,66

80,0**

14,5**

11,6

0,681

7,90

38,70

391,90

* Preços de maio/2005

** Dados ÚNICA/SP de maio/2005

Estes valores devem ser interpretados com os devidos cuidados pois alguns fatores não foram levados em conta, mas a validade da consideração se prende à análise comparativa dos dados e aí a discussão caminha para outro componente do processo de produção de etanol que seria em relação ao processo em si. Como se sabe, a cana de açúcar acumula seus carboidratos na forma solúvel e que são consumidos no processo de fermentação por leveduras alcoólicas e o mesmo não ocorre com a mandioca que acumulou seus carboidratos na forma de grânulos insolúveis de amido requerendo um tratamento para disponibiliza-lo ao consumo daquelas leveduras. Este processo consiste em gelatinizar e hidrolisar o amido utilizando o processo ácido e/ou enzimático que requerem espaço em reatores, energia térmica, catalisadores, etc.

O requerimento de um pré-tratamento como diferença de processo ainda é à primeira vista uma desvantagem para o amido, mas por outro lado esses carboidratos se apresentam em maiores concentrações por unidade de matéria prima vegetal o que significa uma vantagem por diminuir consideravelmente o manuseio dos significativos volumes mássicos com implicações em investimentos; custeio do sistema; custos de logística, energia, mão de obra, remoção resíduos, etc. No processamento para disponibilizar os amidos da mandioca à etapa de fermentação pelas leveduras, todos os carboidratos fermentecísveis são recuperados, restando apenas o farelo esgotado constituído de fragmentos celulares, fibras e outros ligno-celulósicos, além das águas residuárias que são estabilizadas em lagoas de tratamento. Isto ocorre com a cana de açúcar que tem aproveitamento energético do bagaço em caldeiras desenvolvidas para queimar este material e produzir energia elétrica que comercializada com as concessionárias de distribuição públicas. Em ambos ocorre o aproveitamento completo da matéria prima na unidade de produção.

No CERAT/UNESP estão sendo realizados estudos e pesquisas visando o aproveitamento dos amidos residuários originários de sistemas de agroindustrialização da mandioca (farinheiras, fecularias, pré-cozidas, etc) para utilizar como fonte de carbono em fermentações alcoólicas e os resultados tem mostrado a viabilidade técnica e produtos com características de qualidade que o diferenciam com relação ao originários da cana de açúcar. Sob nossa orientação, uma Tese de Mestrado foi concluída no início deste ano, verificou a qualidade do álcool produzido a partir de hidrolisados de resíduos amiláceos de farinheira aditivados com mel residuário da fabricação da cana de açúcar, observando a ausência de álcoois superiores, metanol, ácidos carboxílicos e ausência de aldeído fórmico nas baixas concentrações de aldeídos totais. As especificações atendiam os critérios de qualidade da indústria alimentícia e farmacêutica. A outra Tese de Doutorado, também concluída, realizou a extração de amido residual do farelo originário da fabricação de fécula da mandioca produzindo hidrolisados que os ensaios demonstraram que não continham compostos inibidores à fermentação por leveduras alcoólicas apesar da severidade aplicada ao processo. Os resultados desta pesquisa já estão sendo repassados a uma destilaria de alcool.

Foi desenvolvida uma coluna de destilação com recheio em vidro borossilicato que tendo escala piloto, permite a realização dos estudos de pesquisas onde se avalia a produção de etanol. Análises em cromatografia líquida e a gás permitem verificar a composição química do substrato, do destilado, do resíduo líquido e deste modo avaliar criticamente as etapas realizadas para obtenção do produto. Outras pesquisas em desenvolvimento nesta área temática, buscam o aproveitamento de resíduos agrícolas originários do cultivo da batata-doce, que se apresenta com perdas agrícolas da ordem de 30% e utilizar estes materiais para produção de bebidas destiladas de qualidade.

Como se observa, os amidos são uma importante fonte de carboidratos para processos de fermentação etanólica e as pesquisas tanto no desenvolvimento da produtividade agrícola quanto para otimização dos sistemas de produção, certamente irão diminuir ainda mais a lacuna existente na utilização sua utilização e trarão uma maior valorização destas matérias primas representadas pelas tuberosas amiláceas.

Botucatu, 24 de maio de 2005.

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Figura 1 Reatores utilizados nas pesquisas no Laboratório de Processos.

Figura 2 Sistema de destilação com coluna, aquecedores, bombas e controlador temperatura.

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Figura 3 Bancadas do Laboratório de Pesquisas

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