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Revista Brasileira de Engenharia Química l 2º quadrimestre 2018 www.abeq.org.br 1

Fermentação alcoólicano Brasil

Revista Brasileira deEngenharia Química

Vol. 34 - nº 2 / 2018 / ISSN 0102-9843

Peculiaridades e tendências da fermentação alcoólica no Brasil

Uma nova perspectiva para o etanol de segunda geração

REPORTAGEM EVENTOS

Simpósio de Maio do Programa de Pós-Graduação em

Engenharia Química (PPGEQ) da Universidade Federal do Rio

Grande do Sul (UFRGS).

Entrevista com o Professor ABEQ Igor Tadeu Lazzarotto

Bresolin

OPINIÃO

Síntese de um processo petroquímico para a produção de

etanol e hidrogênio via gaseificação da biomassa da cana-de-açúcar

ARTIGO PROFESSOR ABEQ

Revista Brasileira de Engenharia Química l 2º quadrimestre 20182

Revista Brasileira de Engenharia Química: a publicação quadrimes-tral promove o debate sobre questões relacionadas à engenharia química e suas relações com a socie-dade.

Boletim Informativo: é uma edição mensal, buscando transmitir notícias relevantes sobre Engenharia Química no Brasil e Exterior.

Brazilian Journal of Chemical Engi-neering: periódico trimestral que publica artigos científicos em inglês.

REGIONAIS: Aqui você encontra informações sobre atividades das regionais da ABEQ.

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Publicações

CURSOS: ABEQ oferece diversos cursos de extensão.

CONGRESSOS: COBEQ - Congresso Brasileiro de Engenharia Química.

ENBEQ - Encontro Brasileiro sobre o Ensino de Engenharia Química.

COBEQ-IC - Congresso Brasileiro em Iniciação Científica de Engenharia Química.

SINAFERM - SHEB - Simpósio Nacional de Bioprocessos e Seminário de Hidrólise Enzimática de Biomassa.

PRÊMIO: Prêmio Incentivo à Aprendizagem, dedicado aos melhores formandos dos cursos de Engenharia Química.

Nossos Serviços

A Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ) é umasociedade sem fins lucrativos que congrega pessoas e empresasinteressadas no desenvolvimento da Engenharia Química no Brasil. Há mais de quatro décadas a ABEQ desempenha importante papel navalorização dos profissionais e estudantes da engenharia químicaem nosso país, bem como na divulgação da engenharia química eem nosso país, bem como na divulgação da engenharia química ede sua contribuição para a melhoria da qualidade de vida doscidadãos.

A ABEQ oferece ainda uma variedade de serviços que ajudam acomunidade de engenharia química a melhor posicionar-se quanto aosdesafios do presente e do futuro nas áreas tecnológica, científica e de ensino.

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SÓCIOS COOPERADORES SÓCIOS COLETIVOS

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3Revista Brasileira de Engenharia Química ● Dezembro 2008

Para aproximar-se da sustentabilida-de, a sociedade deve avançar em

suas escolhas sobre “o quê e quanto consumir”. Para nós engenheiros quí-micos, que servimos à sociedade, talvez tenhamos uma missão tão importante quanto estas, a de avançar na questão “como produzir”. Na REBEQ temos dado atenção a este tema, por exem-plo, com artigos sobre as tecnologias emergentes da EQ, bem como sobre o uso de produtos químicos e seus riscos para a saúde humana e ambiente, a ser regulamentado com os sistemas REA-CH e GHS. Nesta edição da revista, abordamos mais um tema relativo à questão “como produzir”: a segurança de processos na indústria química. Ela é importante para minimizar o impacto da atividade produtiva sobre o meio ambiente, entendido aqui não apenas como o ambiente externo ao processo, mas também os próprios trabalhadores e instalações industriais. A escolha deste

Editorial

Sobre a ABEQ

Publique na REBEQA ABEQ o convida para participar da

Revista Brasileira de Engenharia Quími-

ca, com artigos técnicos que sejam de

interesse de amplos segmentos da comu-

nidade de engenharia química. Consulte

os editores da revista sobre sua idéia.

A ABEQ e vocêAssociando-se à ABEQ você im-

pulsiona sua carreira profissional e

se posiciona melhor frente aos novos

desafios que a sociedade impõe sobre

a profissão.

A ABEQ lhe oferece múltiplas opor-

tunidades de relacionamento com uma

elite de profissionais da academia e

indústria. Também lhe dá acesso a infor-

mação científica e tecnológica de ponta

e lhe oferece oportunidade de participa-

ção ativa na comunidade de engenharia

química nacional. Confira:

• Oportunidades de contatos comcolegas, associações, universidades, empresas e entidades governamen-

tais.

• Organizaçãodeencontrosnasáreas

científica, tecnológica e de ensino

que mobilizam cerca de 6000 pro-

fissionais.

• Organizaçãodecursosdeextensãoe

apoio a cursos.

• Acessoaumapublicaçãocientífica

trimestral com o respeitável índice

de impacto 0,4 (Web of Knowledge),

uma revista técnico-comercial com

tiragem de 2500 exemplares e um

boletim eletrônico de notícias distri-

buído para 6000 profissionais.

• Valorizaçãodoprofissionalatravésde

prêmios para estudantes, formandos

e pós-graduandos.

Marcelo Seckler, Diretor Presidente da ABEQ

tema é oportuna porque prepara o ter-reno para dois eventos importantes no tema a se realizarem este ano, o 5º Con-gresso Global e o 2º Congresso Latino Americano de Segurança de Processos, o segundo deles realizado pela própria ABEQ em parceria com a ABIQUIM e o CCPS/AIChE. Também mantemos nossa linha de temas ligados à formação do en-genheiro, desta vez com artigo da Profa. Maria Aparecida Silva (UNICAMP), que relata os avanços na Universidade bra-sileira após a publicação das Diretrizes Curriculares dos Cursos de Engenharia em 2002, mudando o foco de uma formação baseada na assimilação de conteúdos programáticos para uma for-mação baseada no desenvolvimento de competências e habilidades. Ela mostra como o sucesso dessa transformação está ligado à execução curricular, o que implica num envolvimento significativo de cada um dos docentes do país. Uma boa leitura a todos. ●

Informações e Novidades sobre a ABEQ em:

www.abeq.org.brABEQ Associação Brasileira

de Engenharia Química

FALE com a gente!Contribua com sua opinião, suas

idéias, seu depoimento, suas dúvidas.

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4649, 2ª a 6ª feira das 9 às 17 horas.,

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Caros Abequianos,

Fomos, eu e a nova diretoria da Abeq, empossados recentemente, depois de passar por algumas dificuldades notariais. Neste momento, estou assistindo ao IACCHE, Congresso Interamericano da Engenharia Química, que está sendo realizado conjuntamente ao congresso anual canadense da sociedade canadense de engenharia química em Toronto. Gostaria de dizer que, com muito orgulho, o Prof. Rubens Maciel Filho da FEQ da UNICAMP recebeu o prêmio James Oldshue conferido pela confederação interamericana e pelo AIChE.O Prof. Rubens Maciel Filho também nos representou na reunião da confederação interamericana já que por restrições de financiamento não consegui chegar a tempo. Participaram desta reunião representantes de oito países do continente e dentre as decisões e comunicações temos que o próximo congresso interamericano de EQ será realizado na Colômbia, em local ainda não definido em 2020, em junho de 2019 será realizado o primeiro congresso ibero-americano de EQ em Santander na Espanha e lembrando que em 2021 o

congresso mundial de engenharia química será realizado na Argentina pelos nossos colegas da AAIQ.Para finalizar, gostaria de apresentar este novo e excelente número da REBEQ em que contamos como sempre com várias matérias redigidas por voluntários da nossa comunidade EQ. Cabe destacar a importância da nossa tradicionalíssima agroindústria, da qual a produção de bioetanol é provavelmente a mais marcante e antiga contribuição da nossa profissão ao Brasil. Pode-se ter uma ideia da situação atual desta indústria e dos desafios de desenvolvimentos técnicos e do setor.Gostaria ainda de agradecer o importante comparecimento ao recente congresso brasileiro de engenharia química e dar as boas vindas aos nossos novos associados. Lembrando que a Abeq está sempre de portas abertas para voluntários que queiram colaborar com o desenvolvimento da nossa profissão.Cordialmente,

Galo Carrillo Le Roux l

A ABEQ e você Associando-se à ABEQ você impul-siona sua carreira profissional e se posiciona melhor frente aos novos de-safios que a sociedade impõe sobre a profissão.

A ABEQ lhe oferece múltiplas oportunidades de relacionamento a elite de profissionais da academia e da indústria. Também lhe dá acesso a informação científica e tecnológica de ponta e lhe oferece oportunidade de participação ativa na comunidade de engenharia química. Confira:

• Oportunidades de contatos com co-legas, associações, universidades, empresas e entidades governamen-tais.

• Organização de encontros nas áreas científica, tecnológica e de ensino que mobilizam cerca de 3000 profissionais.

• Organização de cursos de extensão e apoio a cursos de terceiros.

• Acesso a publicação científica trimestral com o respeitável índice de impacto 0,4 (Web of Knowledge), a revista técnico-comercial formato digital e um boletim eletrônico de notícias distribuído para mais de 110 mil contatos.

• Valorização do profissional através de prêmios para estudantes, formandos e pós-graduandos.

FALE com a gente! Contribua com opiniões, ideias, depoimentos e dúvidas.Tel. 11 3107-8747Fax 11 3104-46492ª a 6ª feira das 9 às 17 horasE-mail: [email protected] ou

Galo Carrillo Le Roux Presidente da ABEQ

SOBRE A ABEQ

MENSAGEM DO PRESIDENTE

Revista Brasileira de Engenharia Química l 2º quadrimestre 201844 Revista Brasileira de Engenharia Química ● Dezembro 2008

REVISTA BRASILEIRA DE ENGENHARIA QUÍMICA

Publicação da Associação Brasileirade Engenharia Química

Vol. 24 - nº 2 / 2008

EditorMarcelo Martins Seckler

Jornalista responsávelAdemilson Cadari

Jornalista colaboradorJoão Garcia

Secretaria Executiva:Bernadete Aguilar Perez

Produção EditorialAlways Propaganda

(11) 3673-2833 - www.always.com.br

Redação, Correspondência e Publicidade

Rua Líbero Badaró, 152 - 11º andar01008-903 - São Paulo - SP

Tel.: (11) 3107-8747 - fax: (11) 3104-4649www.abeq.org.br - e-mail: [email protected]

Os artigos assinados, declarações dosentrevistados e publicidade não refletem

necessariamente a opinião da ABEQ.É proibida a reprodução total ou parcial de

textos e fotos sem prévia autorização.A Revista Brasileira de Engenharia Química é

propriedade da ABEQ – Associação Brasileira deEngenharia Química, conforme certificado

1.231/0663-032 do INPI.

ABEQ – GESTÃO 2008/2010CONSELHO SUPERIORANTONIO U.B. QUEIROZ

EDUARDO MACH QUEIROZ FERNANDO BARATELLI JÚNIOR

FLÁVIO FARIA DE MORAES GERSON DE MELLO ALMADA GORETE RIBEIRO DE MACEDO

MILTON MORI PEDRO WONGTSCHOWSKI

SELENE M.A.G.ULSON DE SOUZA RAQUEL DE LIMA C. GIORDANO

MARCELO MARTINS SECKLER (membro nato)

DIRETORIA DIRETOR PRESIDENTE: MARCELO MARTINS SECKLER

DIRETOR VICE-PRESIDENTE: ROBERTO DE CAMPOS GIORDANO DIRETORA VICE-PRESIDENTE: SUZANA BORSCHIVER DIRETOR VICE-PRESIDENTE: DANNIEL LUIZ PANZA

DIRETOR SECRETÁRIO: OBDÚLIO DIEGO JUAN FANTI DIRETOR TESOUREIRO: DAVID CARLOS MINATELLI

DIRETORIAS DAS SEÇÕES REGIONAIS SÃO PAULO

DIRETOR PRESIDENTE: PEDRO DE ALCÂNTARA PESSÔA Fo DIRETOR VICE-PRESIDENTE: ELIAS BASILE TAMBOURGI

RIO DE JANEIRODIRETOR PRESIDENTE: PAULO COUTINHO

DIRETORA VICE-PRESIDENTE: ELIANA MOSSÉ ALHADEFF PERNAMBUCO

DIRETOR PRESIDENTE: MAURÍCIO A. MOTTA SOBRINHO DIRETORA VICE-PRESIDENTE: LAÍSSE C. DE A MARANHÃO

RIO GRANDE DO NORTEDIRETORA PRESIDENTE: ANA LÚCIA DE M. LULA DA MATA

DIRETOR VICE-PRESIDENTE: EVERALDO SILVINO DOS SANTOS RIO GRANDE DO SUL

DIRETOR PRESIDENTE: JOSÉ MARIA PINTO FERREIRA DIRETORA VICE-PRESIDENTE: MARILIZ GUTTERRES

DIRETORES CONVIDADOSAndré Bernardo - Antonio José Gonçalves da Cruz - Edson Bouer - Hely de Andrade Jr. - Reinaldo Giudici

Nesta edição

Prêmios

Prêmio Oxiteno-ABEQ .............................. 5

Prêmio Braskem-ABEQ de Pós-Graduação .................................. 5

Prêmio Incentivo à Aprendizagem da Engenharia Química no Brasil .................. 6

Capa

A Química da Segurança ......................... 7

Notícias Estudantis

COBEQ IC 2009 ................................... 12

Nova Lei de Estágios. Quais as mudanças? ............................. 13

Ensino

Desenvolvimento de competências e habilidades em estudantes de engenharia química .............................. 16

Ensino a distância: conceitos e preconceitos ......................................... 19

Artigo Técnico

Fluidização Gás-Sólido – Fundamentos e Avanços ............................................. 20

Eventos

Sinaferm 2009: Bioprocessos em discussão .................. 25

Anote

Cursos Apoiados pela AVEQ .................. 29

Livros ................................................... 30

20

Capa:A Química da Segurança

Artigo Técnico:Fluidização Gás-Sólido – Fundamentos e Avanços

12

Notícias Estudantis:COBEQ IC 2009 - Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica

25

EventosSinaferm 2009: Bioprocessos em discussão

7




Fronteiras daengenharia química

A engenharia química acompanha e participa de um mundo em busca de permanente renovação.

ISSN 0102-9843 | Volume 24 | Número 1 | 2008

Revista Brasileira deEngenharia Química

A aventura da Engenharia Química: Reflexão sobre o Perfil do Profissional

e seus Desafios

Reformulando a Engenharia Química no Brasil

Professor Walter Borzani - In Memoriam

Viabilidade do Biodiesel no Brasil

Reportagem Peculiaridades e tendências da fermentação alcoólica no Brasil ...................5

Opinião Uma nova perspectiva para o etanol de segunda geração ..........................12

Artigo Síntese de um processo petroquímico para a produção de etanol e hidrogênio via gaseificação da biomassa da cana-de-açúcar ....................................................................................18

Eventos

Simpósio de Maio do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). ....................................................25

Professor ABEQ

Entrevista com o Professor ABEQ Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin ...............28

Os artigos assinados, declarações dos entrevistados e publicidade não refletem necessariamente a opinião

da ABEQ.É proibida a reprodução total ou parcial de textos e

fotos sem prévia autorização.A Revista Brasileira de Engenharia Química é

propriedade da ABEQ – Associação Brasileira de Engenharia Química, conforme certificado

1.231/0663-032 do INPI.

ÍNDICEREVISTA BRASILEIRA

DE ENGENHARIA QUÍMICAPublicação da Associação Brasileira

de Engenharia QuímicaVol. 34 - nº 2 / 2018 - 2º quadrimestre

ISSN 0102-9843

EditorGalo Carrillo Le Roux

Editor AssociadoMoisés Teles dos Santos

Secretaria ExecutivaBernadete Aguilar Perez

Produção EditorialAlways Propaganda

(19) 99408-8528 - www.always.com.brRedação, Correspondência

e PublicidadeRua Líbero Badaró, 152 - 11º andar

01008-903 - São Paulo - SPTel.: (11) 3107-8747 - fax: (11) 3104-4649

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ABEQ – GESTÃO 2016 - 2018

CONSELHO SUPERIORArgimiro Resende Secchi, Gorete Ribeiro de Macedo,Hely de Andrade Júnior, Lincoln Lauschtenlager Moro,

Marcelo Martins Seckler, Mauro Antonio da Silva Sá Ravagnani,Marcio Tavares Lauria, Ricardo de Andrade Medronho,Selene Maria de A.G. U. de Souza, Suzana Borschiver

DIRETORIAGalo Antonio Carillo Le Roux - Diretor Presidente

André Bernardo - Diretor Vice-Presidente

Guilherme Guedes Machado - Diretor Vice-Presidente

Ricardo da Silva Seabra - Diretora Vice-Presidente

José Ermírio de Moraes - Diretor Secretário

Bruno Faccini Santoro - Diretor Tesoureiro

REGIONAIS Bahia

Luiz Antonio Magalhães Pontes - Diretor Presidente

Ana Cláudia Gondim de Medeiros - Diretora Vice-Presidente

ParáFernando Alberto Sousa Jatene - Diretor Presidente

Pedro Ubiratan de Oliveira Sabaa Srur - Diretor Vice-Presidente

Rio de JaneiroElcio Ribeiro Borges - Diretor Presidente

Claudinei de Souza Guimarães - Diretor Vice-Presidente

Rio Grande do NorteEveraldo Silvino dos Santos - Diretor Presidente

André Luis Lopes Moriyama - Diretor Vice-Presidente

Rio Grande do SulJorge Otávio Trierweiler - Diretor Presidente

Heitor Luiz Rossetti - Diretor Vice-Presidente

São PauloCarlos Calvo Sanz - Diretor Presidente

Denise Mazzaro Naranjo - Diretora Vice-Presidente

DIRETORIA CONVIDADAMaria Elizabeth Brotto, Mario José Montini, Rodrigo Vallejo Pereira,

Paulo Takakura


Os reatores químicos reais raramente possuem a característica de mistura perfeita, mas é comum assumir tais condições ao estudar pela primeira vez a cinética química de um sistema. Para se obter um modelo realista que possa ser usado para otimizar o projeto do reator, a modelagem dependente da geometria precisa ser parte do processo.

O software COMSOL Multiphysics® é usado para simular projetos, dispositivos e processos em todos os campos de engenharia, fabricação e pesquisa científica. Veja como você pode aplicá-lo à modelagem de reatores e processos químicos.

Visualização do campo de velocidade e concentração em uma coluna de troca iônica durante a adsorção de proteínas.

De um modelo de mistura perfeita para um modelo realista de um reator químico em apenas alguns passos.

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REPORTAGEM

Peculiaridades e tendências da fermentação alcoólica no Brasil

Introdução

Mudanças climáticas e flutuações no preço do petróleo têm incentivado a redução da utilização de combustíveis fósseis,

substituindo-os por alternativas renováveis. O etanol é o biocombustível mais consumido no mundo e o Brasil foi o primeiro país a introduzir este combustível renovável em sua matriz energética. Uma gigantesca indústria surgiu no país dessa iniciativa inovadora e atualmente o Brasil detém o processo mais econômico para produção de etanol. Muitos fatores contribuíram para a eficiência desse processo industrial, como: natureza da matéria-prima, seu cultivo e preparo, melhorias na engenharia do processo, melhorias na condução da fermentação, etc. Nesse artigo, aspectos gerais do processo fermentativo industrial brasileiro de produção de etanol serão exibidos, algumas considerações sobre aspectos biológicos e abióticos com impacto na produtividade serão mencionadas, e finalmente, tendências futuras para o processo de fermentação serão apresentadas.

A cana-de-açúcar como matéria-prima adequada à produção de biocombustível

A cultura da cana-de-açúcar foi introduzida no Brasil logo no início de sua colonização (1532) e a despeito de oscilações em sua importância econômica ainda se pode dizer que é um importante cultivo no país: o Brasil, com cerca de 600 milhões de tonelada por ano, se destaca como o maior produtor mundial. Os dois principais produtos gerados (sacarose e etanol) justificam a importância

desta cultura. Mais recentemente o bagaço e a palhada (resíduos lignocelulósicos da cana-de-açúcar) são mais intensamente empregados como fonte de energia. Toda energia necessária ao processamento da cana-de-açúcar (extração do caldo, evaporação/concentração e destilação do etanol) além da energia elétrica cogenerada, são obtidas pela queima do bagaço. Disso resulta que a usina não apenas é autossuficiente, mas exportadora de energia. Tal aspecto permite que a produção de etanol a partir desta cultura apresente

Thiago Olitta Basso1 & Luiz Carlos Basso2

1 Departamento de Engenharia Química, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo2 Departamento de Ciências Biológicas, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo


o maior balanço energético (8 vezes mais energia é obtida do etanol produzido do que aquela investida em sua produção, enquanto que na produção de etanol a partir do milho, nos Estados Unidos, tal valor seria de 2 ou 1).

Fisiologicamente, a cana-de-açúcar é uma planta com grande capacidade fotossintética (gramínea tropical que fixa o CO2 pela via C-4) hospedando ainda bactérias endofíticas que contribuem para a fixação biológica do nitrogênio atmosférico. Desta forma, até 60% das necessidades de nitrogênio da cultura podem ser satisfeitas com tal modalidade de fixação, contribuindo sobremaneira tanto para redução dos custos de produção como também para a sustentabilidade, pois o nitrogênio, o mais caro dos fertilizantes, ainda demanda muita energia fóssil para a sua produção.

A fermentação alcoólica: um bioprocesso muito pertinente para a produção de biocombustíveis

Os açúcares presentes no caldo da cana (sacarose, glicose e frutose) são convertidos em etanol pela ação concatenada de cerca de 12 reações enzimáticas que ocorrem no interior de um microrganismo, a levedura Saccharomyces cerevisiae. Esta levedura é da mesma espécie que aquelas utilizadas na produção de vinho, cerveja, bebidas destiladas e panificação. Foi o primeiro organismo vivo a ser domesticado pelo homem em sua jornada sobre a Terra, mesmo sem saber de sua existência. Também a levedura, mais antiga que o homem, desenvolveu suas habilidades metabólicas

visando à sobrevivência numa luta constante frente a desafios bióticos e abióticos, e sua presença em nosso ambiente demonstra o sucesso deste aperfeiçoamento metabólico. Vive na presença e na ausência de oxigênio molecular, ou seja, se propaga mediante respiração ou fermentação.

Durante a fermentação (anaerobiose) a levedura converte uma molécula de glicose em duas de etanol e duas de gás carbônico (equação de Gay-Lussac). O objetivo desta transformação é a produção de ATP (adenosina tri-fosfato)

Glicose (180 g) + 2ADP + 2Pi -> 2Etanol (92 g) + 2CO2 (88 g) + 2ATP

Pi: fosfato inorgânico.

Termodinamicamente, a energia química útil encontrada em 180 gramas (1 mol) de glicose (que pode ser utilizada para a realização de trabalho) é de 686 kcal e nas 92 g de etanol produzido corresponde a 638 kcal. Das 88 g de CO2 geradas nenhuma energia útil pode ser obtida. Tem-se que 93% da energia química encerrada na molécula de glicose ainda persiste no etanol produzido, portanto apenas 7% da energia química do açúcar foi deslocada, servindo para produzir ATP (adenosina-trifosfato), forma energética utilizada para a levedura se propagar e sobreviver.

Como a massa do etanol gerado corresponde à aproximadamente metade do açúcar que lhe deu origem, a densidade energética do etanol (7,1 cal/g) é praticamente o dobro daquela observada no açúcar. Assim o etanol, líquido facilmente vaporizável e com densidade energética elevada, se apresenta como um combustível adequado.

Porém a levedura em seu aperfeiçoamento metabólico durante a evolução seguramente não optou pelo etanol por ser ele um combustível. A dificuldade de sua metabolização e seu efeito tóxico a muitos outros microrganismos (como as bactérias), conferiram à levedura uma vantagem competitiva sobre o alimento disponível (açúcar). Mas para tornar-se competitiva frente aos demais organismos, a levedura necessitaria converter rápida e integralmente o açúcar (alimento utilizado por qualquer organismo) em etanol. Uma das


razões da escolha do etanol, além de seu efeito antimicrobiano, seria a de preservar energia latente compatível com demanda energética exigida pela levedura para o seu crescimento em anaerobiose. Assim, a baixa eficiência de remoção da energia de glicose acoplada ao consumo rápido e completo do açúcar durante a fermentação atende a demanda de energia (ATP) para o crescimento da levedura em anaerobiose. O etanol e sua energia poderiam ser utilizados posteriormente em aerobiose, permitindo ainda à levedura mais gerações de células num fenômeno conhecido como diauxia (crescimento em duas diferentes fontes de carbono).

Portanto o catabolismo anaeróbico desenvolvido

Por tais considerações se vislumbra que o processo de produção de etanol a partir da cana-de-açúcar se mantenha como uma alternativa atraente até o surgimento de novas rotas tecnológicas mais vantajosas, o que, suspeita-se não ocorrerá em futuro muito próximo.

pela levedura em sua evolução resultou no mais perfeito bioprocesso de conversão de açúcar em biocombustível: apenas 7% da energia contida na matéria-prima (açúcar) deixou de integrar o produto gerado (etanol), mas mesmo assim foi utilizada para a produção de biomassa de levedura, ingrediente imprescindível para o processo de fermentação industrial com reciclo de células, como conduzido no Brasil.

Por tais considerações se vislumbra que o processo de produção de etanol a partir da cana-de-açúcar se mantenha como uma alternativa atraente até o surgimento de novas rotas tecnológicas mais vantajosas, o que, suspeita-se não ocorrerá em futuro muito próximo.

O substrato para a fermentaçãoTradicionalmente, a produção de etanol no

Brasil esteve acoplada à produção de açúcar. A cana de açúcar é inicialmente prensada (em algumas unidades se emprega difusores) obtendo o caldo e o resíduo sólido fibroso (bagaço). A

Tabela 1. Concentrações de nutrientes minerais no mosto, consideradas adequadas à fermentação.

Mineral Concentração (mg/L) Concentração (mg/L)

N 50-150 Formas nitrogenadas aproveitáveis: amoniacal (N-NH4+) e alfa-

amínica de aminoácidos (α-NH2).

P 50-250 H2PO4- é a forma preferencialmente absorvida e mais abundante

no pH 4,5. Pela ação da fosfatase ácida a levedura pode aproveitar o P dos ésteres fosfóricos.

K 700-1.300 Atua como ativador enzimático, facilita a absorção do P e Zn, e aumenta a tolerância aos íons tóxicos, como o H+.

Ca 40 Já em excesso nos mostos industriais. Antagoniza os efeitos benéficos do Mg.

Mg 100-200 Atua como ativador enzimático, estimula a absorção do P, mantém a integridade das membranas.

S <100 Já em excesso nos mostos industriais na forma de SO42-. A forma

SO2 é tóxica acima de 200 mg/L.

Zn 1-5 Participa da glicólise, síntese de vitaminas, sendo essencial ao crescimento e fermentação.

Mn 1-5 Estimula a síntese de proteínas, vitaminas e induz a formação de desidrogenase alcoólica. Atua em sinergismo com o Zn.

Cu 1-5 Integrante de enzimas, estimulando a fermentação e crescimento, mas tóxico em concentrações mais elevadas.

Fe <1 Já em excesso nos mostos industriais.

Al <10 É mais tóxico em mosto de caldo e bem tolerado em mosto de mel (cujos ácidos orgânicos provavelmente complexem o metal).


sacarose é obtida mediante cristalização após clarificação e concentração do caldo, resultando ainda um resíduo escuro, viscoso e saturado de sacarose, o melaço, contendo 50-60 % de sacarose e 5-15 % de glicose mais frutose. O melaço, gerado numa proporção de cerca de 60 kg/ton de cana processada, é misturado com caldo de cana em diferentes proporções e utilizado para a fermentação. A mistura de melaço e caldo resulta num substrato de melhor qualidade, pois o caldo normalmente apresenta deficiências de nutrientes, enquanto o melaço contém compostos inibidores da fermentação e conteúdos excessivos de alguns sais. Assim, a composição mineral dos substratos a base de cana-de-açúcar varia muito em função da proporção de melaço, variedade e maturação da cana, solo, clima e processamento da cana na indústria. Na Tabela 1 se encontram os níveis adequados dos nutrientes para uma fermentação, com breve menção às suas funções na célula e efeitos tóxicos de alguns.

O processo fermentativoA maior parte das destilarias emprega o processo

batelada alimentada, sendo que cerca de 20 % das unidades utilizam uma versão contínua, ambas as modalidades com reciclo de leveduras (Figura 1).

Para o início da safra normalmente se empregam

2 a 12 toneladas de levedura de panificação, acrescida de 10 a 300 kg de levedura selecionada. Este ainda é um pré-inóculo que deve ser propagado até atingir a quantidade necessária para o volume de dorna disponível. Já com quantidade suficiente de levedura, a fermentação se inicia pela adição do mosto contendo 18-25 % (m/v) de açúcares sobre o denominado pé-de-cuba (suspensão de células de leveduras com cerca de 25 a 35 % de biomassa úmida) e que representa 25 a 40 % do volume final da fermentação. Devido ao grande volume da dorna, o tempo de alimentação é de 4 a 6 horas, sendo que a fermentação é finalizada com 6 a 10 horas, dependendo do teor alcoólico final a ser atingido.

Teores alcoólicos entre 8 e 12 % (v/v) são atingidos com uma densidade final de células no reator de 10 a 14 % (m/v) com base na massa úmida. Cessada a fermentação, as leveduras são separadas por centrifugação, resultando numa fase pesada (creme de levedura) contendo 60-70 % e o meio fermentado livre de células, denominado de vinho “delevurado”, que é encaminhado para a destilação. O “creme de levedura” é diluído com igual volume de água e tratado com ácido sulfúrico objetivando a redução da contaminação bacteriana, e reutilizado numa fermentação subsequente. Este processo brasileiro de reciclo de células é bem

Figura 1. Esquema do processo fermentativo tipo batelada alimentada com tratamento ácido e recirculação do fermento.


peculiar e permite até duas fermentações por dia no transcorrer da safra que abrange 200-250 dias. A reutilização de células reduz a propagação da levedura, desviando menor quantidade de açúcar para a formação de nova biomassa.

Tendências futuras e perspectivas na fermentação alcoólica

Espera-se que a produção de etanol aumente nos próximos anos no Brasil, devido aos crescentes investimentos nesse campo e às políticas de incentivo aos biocombustíveis, como o recém-criado RenovaBio. Novas destilarias serão construídas, e ultrapassarão a marca dos 30 bilhões de litros de etanol nas próximas temporadas. Embora a produção de etanol no Brasil seja considerada um processo maduro, há muito espaço para melhorias, como a seleção de linhagens mais tolerantes isoladas do próprio processo industrial [1], ou através do melhoramento direcionado por estratégias de engenharia metabólica e evolutiva [2].

Fatores de estresse no processo fermentativo

O alto preço internacional do açúcar levou a indústria açucareira a priorizar a produção de sacarose e melaços mais exauridos são gerados. Tais melaços mais impuros indubitavelmente estão a exercer um efeito tóxico mais pronunciado sobre a fermentação de levedura. Assim, as novas linhagens de levedura devem ser selecionadas para lidar com substratos de alto teor de melaço, mesmo operando com títulos normais de etanol.

Em vista das particularidades do processo industrial de produção de etanol, condições assépticas são muito difíceis de serem alcançadas, e a fermentação opera sob contaminação bacteriana. Além de redirecionar açúcares que poderiam ser usados na formação de etanol para a formação de outros metabólitos bacterianos, existem efeitos prejudiciais de alguns desses mesmos metabólitos (tais como ácidos lático e acético) sobre o desempenho fermentativo das leveduras. Como resultado da contaminação

bacteriana, observa-se redução no rendimento em etanol, aumento da floculação celular, aumento da formação de espuma e redução da viabilidade celular [4]. A floculação induzida pela presença de bactérias prejudica a eficiência da etapa de centrifugação e reduz a superfície de contato entre as células de levedura e o meio de fermentação. Por sua vez, a formação excessiva de espuma, causada pela presença de bactérias, aumenta os custos do processo pelo uso de antiespumantes. Por fim, os antibióticos utilizados para controlar a contaminação, igualmente aumentam os custos do processo. Por outro lado, níveis residuais de antibióticos na levedura seca (sub-produto da indústria de etanol) a torna imprópria para a comercialização como suplemento alimentar.

Desafios na indústria do etanol de segunda geração (2G)

Como dito anteriormente, o Brasil destaca-se por ser considerado um dos países que implantou em larga escala um programa de combustível alternativo ao petróleo, com muitas vantagens ambientais, econômicas e sociais. No entanto, para que o etanol produzido no país continue a ser o mais competitivo, é de extrema necessidade que se continue a investir no aprimoramento do processo de produção bem como na ampliação das fontes de matéria-prima para a produção desta importante fonte de energia renovável. Dentro deste contexto, destacam-se os materiais lignocelulósicos, como o bagaço de cana-de-açúcar. O bagaço da cana-de-açúcar é matéria prima de baixo custo, disponível e já alocado nas destilarias.

O pré-tratamento prévio do bagaço, visando a


um posterior ataque mais eficiente pelas enzimas hidrolíticas, já pode liberar as pentoses numa fração de açúcares a ser transformada por processo fermentativo ainda em fase de desenvolvimento. Por outro lado, este substrato estará contendo compostos tóxicos gerados no pré-tratamento, como aldeídos, ácidos orgânicos e fenóis [5]. Assim, devido à presença desses inibidores, um efeito estressante ainda mais intenso do que o já apresentado pelo próprio melaço será imposto à levedura. É sabido que mesmo as linhagens mais apropriadas à fermentação industrial, não toleram mostos formulados unicamente com melaço. Assim sendo, novas linhagens serão exigidas, com um perfil de tolerância diferenciada, para conduzir as fermentações de um novo substrato, tornando eficiente uma fermentação para etanol de segunda geração.

Fermentações com alta gravidadeO amplo interesse atual pelo uso de fermentações

com alta gravidade (very-high gravity fermentations) no cenário industrial está focado principalmente na redução dos custos de produção. Espera-se também que esta tecnologia traga benefícios para a sustentabilidade ambiental global do processo, diminuindo o consumo de água e energia. Assim, continua sendo possível aumentar a eficiência do processo de etanol combustível de primeira geração, adotando essa tecnologia. Fermentações que resultam em altas concentrações de etanol não

apenas beneficiariam o balanço de energia, mas também resultariam em uma redução significativa do volume de vinhaça. Além disso, níveis mais altos de etanol poderiam reprimir o crescimento bacteriano durante a fermentação e, por essa razão, diminuir o uso de antibióticos para controlar tais contaminações.

Considerações finaisA despeito de todas estas limitações impostas

por vários fatores que afetam o desempenho da levedura, a enorme diversidade de linhagens que evoluem nas dornas de fermentação na indústria brasileira se constitui num valioso manancial de novas variedades de leveduras que já foram e ainda serão prospectadas para permitir um processo industrial em constante superação [6]. Igualmente estudos atualmente conduzidos sobre hibridação de linhagens na busca de variantes com melhores atributos fermentativos, o conhecimento das relações tróficas entre leveduras e bactérias no ambiente da fermentação, além de muitos outros estudos sobre a fisiologia, microbiologia e genética de microrganismos em laboratórios brasileiros, darão embasamento científico para a melhoria do processo industrial de produção de etanol. l

Referências[1] B.E. Della-Bianca, T.O. Basso, B.U.

Stambuk, L.C. Basso, A.K. Gombert, What do we know about the yeast strains from the Brazilian fuel ethanol industry?, Appl. Microbiol. Biotechnol. 97 (2013) 979–991. doi:10.1007/s00253-012-4631-x.

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Assim sendo, novas linhagens serão exigidas, com um perfil de tolerância diferenciada, para conduzir as fermentações de um novo substrato, tornando eficiente uma fermentação para etanol de segunda geração.

...estudos atualmente conduzidos sobre hibridação de linhagens na busca de variantes com melhores atributos fermentativos, o conhecimento das relações tróficas entre leveduras e bactérias no ambiente da fermentação, além de muitos outros estudos sobre a fisiologia, microbiologia e genética de microrganismos em laboratórios brasileiros, darão embasamento científico para a melhoria do processo industrial de produção de etanol.


[3] L.C. Basso, T.O. Basso, S.N. Rocha, Ethanol Production in Brazil : The Industrial Process and Its Impact on Yeast Fermentation, in: Biofuel Prod. – Recent Dev. Prospect., 2010. http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/20058.

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Gestão 2018/2020

GESTÃO 2018/2020

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Início do mandato da Nova Diretoria ABEQEm 01 de agosto de 2018 iniciou o mandato da Nova Diretoria da ABEQ, confira os eleitos!


O etanol de segunda geração atraiu grandes esforços científicos e investimentos público e privado nos últimos 10 anos,

tendo resultado em poucas plantas comerciais. No entanto, novos avanços científicos trazem uma nova perspectiva e uma nova oportunidade para a produção deste biocombustível.

ResumoO etanol de segunda geração atraiu grandes

esforços científicos e investimentos público e privado nos últimos 10 anos, tendo resultado em poucas plantas comerciais. No entanto, novos avanços científicos trazem uma nova perspectiva e uma nova oportunidade para a produção deste biocombustível.

1. Panorama atual da produção de etanol de segunda geração

A conversão de biomassa lignocelulósica em etanol (etanol 2G) tem sido reconhecida como uma importante fronteira para o aumento da produção deste biocombustível tendo-se em conta a grande disponibilidade da matéria prima e os aspectos de sustentabilidade, como a redução dos gases de efeito estufa [1].

No caso brasileiro, a indústria sucroalcoleira integra a produção de etanol, açúcar e eletricidade, sendo esta última a partir da queima do bagaço da cana de açúcar. O Brasil é o segundo maior produtor de etanol depois dos EUA e, de longe, o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Segundo dados da União da Indústria de Cana de Açúcar (UNICA), na safra de 2017-2018 foram moídas 641 milhões de toneladas de cana de açúcar e 28 bilhões de litros de etanol foram produzidos [2].

OPINIÃO

Existem vantagens claras para o uso do bagaço e palha de cana de açúcar para a produção de etanol tais como: a disponibilidade e abundância desta matéria prima na usina (no caso do bagaço), além da possibilidade de integração com a planta de primeira geração, através das instalações de concentração, fermentação, destilação, armazenamento e cogeração [1].

Um forte investimento, no Brasil e no mundo, em pesquisa e desenvolvimento de tecnologias para a produção de etanol 2G foi observado nos últimos 10 anos, tendo resultado na construção de seis plantas comerciais de segunda geração, que são: GranBio (Brasil), Raízen (Brasil), Poet-DSM (EUA), Beta Renewables (Itália) , Abengoa (EUA) e Dupont (EUA) conforme revisado recentemente [3].

As seis plantas comerciais de etanol 2G construídas apresentam tecnologias que se baseiam no binômio pré-tratamento termoquímico e adição de celulases fúngicas para a obtenção dos açúcares fermentescíveis. O custo de capital destas plantas pioneiras, em alguns casos incluindo a infraestrutura de fornecimento de matérias-primas, variou de US$ 100 a US$ 500 milhões com capacidade nominal de produção variando entre 40 a 120 milhões de litros/ano, embora nenhuma usina ainda esteja operando nessa capacidade [3]. Na verdade, destas seis plantas, apenas duas estão produzindo etanol 2G, no corrente ano, que são as plantas da Raízen e POET-DSM, o que pode ser atribuído à expertise em processamento industrial e cadeias de suprimento de matérias-primas, além de instalações de produção de etanol de primeira geração existentes [3].

Os resultados desta experiência de “learning by doing” e o pequeno número de plantas efetivamente produzindo etanol 2G traz à tona a percepção

Uma nova perspectiva para o etanol de segunda geraçãoSindelia Freitas Faculdade de Engenharia Química, UNICAMP


de que o desafio de conversão da lignocelulose a combustível foi subestimado e as soluções tecnológicas atuais foram sobrevendidas [4].

As tecnologias atuais de segunda geração baseiam-se em um conceito de processo que apresenta ao menos quatro seções bem definidas: 1) Pré-tratamento termoquímico, 2) hidrólise enzimática, 3) fermentação das correntes de hidrolisados e 4) destilação (Figura 1).

A unidade de operação de pré-tratamento torna a lignocelulose passível de processamento biológico subsequente. Normalmente, envolve temperaturas e pressões elevadas e, em alguns casos, a adição de produtos químicos (por exemplo, ácido, álcali ou solventes) [5].

A hidrólise enzimática é condicionada à adição de celulases nos processos SCF, SSF e SSCF, que são os mais estabelecidos na literatura técnico-científica. O uso das celulases fúngicas tem sido uma abordagem comum das tecnologias de etanol 2G atuais e tem sido consistentemente considerada na literatura como um dos principais gargalos para a viabilização econômica do etanol 2G [6]. A produção de celulase no local tem sido considerada uma estratégia para a redução deste custo, contudo aumenta a complexidade do processo e os custos de capital já elevados. O custo da produção de

enzimas no local é estimado como sendo de US$ 10/kg de proteína [7].

As configurações SSF e SSCF, são variações do processo SHF fazendo-se a reunião das etapas de hidrólise e fermentação de hidrolisados, no caso de se usar leveduras geneticamente modificadas [8]. Estas abordagens têm a vantagem de se remover a inibição das enzimas pelo acúmulo dos açúcares, contudo tem a desvantagem de ser necessário encontrar uma condição operacional que favoreça tanto a hidrólise enzimática quanto a fermentação, além da dificuldade associada ao reciclo da levedura.

Finalmente, os processos consolidados (CBP e CT) são conceitos de processos que se caracterizam pela não adição de enzimas externas, ou seja, a produção das enzimas ocorre juntamente com a hidrólise e a fermentação. Para que estes processos sejam possíveis, o microorganismo deve ser capaz de produzir celulases além de ser capaz de fermentar os açúcares a etanol [9,10]. No caso do CBP, o pré-tratamento ainda figura como uma etapa necessária para vencer a barreira da recalcitrância dos materiais lignocelulósicos [9]. O Cotratamento é um bioprocesso consolidado melhorado que conta com a utilização de bactérias termofílicas, capazes de solubilizar a biomassa e

Figura 1. Configurações de processo de conversão de biomassa lignocelulósica a etanol. SHF: Hidrólise e fermentação separadas; SSF: Sacarificação e fermentação simultâneas; SSCF: sacarificação e cofermentação simultâneas; CBP: bioprocesso consolidado e CT: Cotratamento. Caixa com linha continua: grupo de processos que dependem da adição de celulases. Caixa com linha tracejada: processos que não dependem da adição de celulases.


fermentar os açúcares a etanol e, a substituição do tratamento termoquímico pela desestruturação mecânica [10, 11]. A redução drástica do número de etapas do processo apresenta potencial para a redução do custo do processo global. O Cotratamento será melhor discutido na secção 3.

2. Novo cenário e novas açõesUm importante incentivo para o investimento

em biocombustíveis é o preço do petróleo no mercado internacional. Pode-se verificar pela Figura 2 que entre os anos de 2010 a 2014 o barril de petróleo manteve-se acima da barreira dos 100 US$. Não coincidentemente, conforme reportado recentemente, o investimento global em biocombustíveis e bioquímicos teve seu pico nos anos de 2011 e 2012, chegando a um valor de US$ 2.500 milhões, um valor 5 vezes maior que o aportado em 2016 [12].

Embora atualmente o barril de petróleo ainda esteja distante dos níveis atingidos entre 2010 a 2014, está claro que existe avanço crescente desde 2015, deixando um sinal de alerta e motivando a criação de mais políticas públicas para o setor de biocombustíveis.

No Brasil uma importante ação foi realizada com a aprovação da política nacional de biocombustíveis, o Renovabio, idealizado pelo Ministério de Minas e Energia em conjunto com entidades do setor sucroenergértico. Este programa tem como meta expandir a produção de biocombustíveis, o que inclui etanol (1G e 2G), biodiesel, biogás e bioquerosene, de forma a reduzir o uso de combustíveis derivados do petróleo e promover a descarbonização do setor de transportes [13].

Além da segurança energética, esta política visa a atender o compromisso assumido pelo Brasil com o Acordo de Paris, ratificado em setembro de 2016, que propõe, até o ano de 2030, reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) em 43% abaixo dos níveis de 2005 [14].

3. Novo paradigma de processo de conversão de biomassa lignocelulósica

Há um consenso generalizado na literatura e entre os especialistas de que a capacidade

biológica para desconstruir paredes celulares da planta deve ser aumentada de alguma forma, a fim de se alcançar altos rendimentos de carboidratos solúveis. Pesquisas recentes têm mostrado que bactérias da espécie Clostridium thermocellum, uma bactéria celulolítica, anaeróbica e termofílica, apresenta elevada eficácia na solubilização de biomassa lignocelulósica, mesmo se esta não tiver sido submetida a algum tipo de pré-tratamento [11, 3]. Além disso, estes estudos mostraram que a combinação de moagem durante a fermentação com Clostridium thermocellum (utilizando um biorreator customizado com recheio de pequenas esferas de aço inoxidável) resultou em uma conversão quase completa da celulose e hemicelulose de biomassa lignocelulósica, neste caso o capim elefante [15].

Esta abordagem nova de processamento da biomassa, denominada de Cotratamento, é um bioprocesso consolidado uma vez que não há adição de enzimas, mas vai além pois também evita o uso do pré-tratamento termoquímico, rompendo, portanto, com o paradigma atual das tecnologias de etanol 2G.

Em termos de rendimento em etanol, cepas selvagens de C. thermocellum produzem tipicamente cerca de 35% do rendimento teórico enquanto que cepas engenheiradas podem atingir rendimentos da ordem de 75% do rendimento teórico e 25 g/L de etanol [16]. Neste mesmo grupo de pesquisa, a fermentação utilizando linhagens engenheiradas de Thermoanaerobacter saccharolyticum apresentou rendimentos de etanol comparável ao de leveduras e títulos de até 70 g/L a partir de substratos celulósicos [18].

Até o momento não existem resultados publicados para a conversão de bagaço de cana-de-açúcar utilizando este novo paradigma de processo. Os primeiros estudos de conversão do bagaço de cana de açúcar através de Cotratamento estão sendo realizados no âmbito de um projeto financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo envolvendo pesquisadores da UNICAMP e da Dartmouth College, sendo que os primeiros resultados deverão se tornar públicos até o final do ano de 2018.


ConclusãoO etanol de segunda geração já é uma realidade,

embora sua produção ainda esteja aquém dos valores previstos em 2012. A tecnologia atual, construída sob a premissa do pré-tratamento termoquímico e do uso de enzimas fúngicas para a obtenção dos açúcares fermentescíveis, tem provado ser difícil de se consolidar em escala industrial tanto do ponto de vista técnico quanto econômico, com poucas chances de competitividade com a gasolina, em um cenário de preço para o barril de petróleo abaixo dos US$ 70,00 [18].

Os compromissos assumidos pelo governo brasileiro para a redução da emissão dos gases de efeito estufa e o aumento do preço do petróleo desde 2016 motivaram a criação de novas políticas públicas para o setor de biocombustíveis e devem também resultar em uma retomada do investimento no etanol 2G. Diante deste cenário favorável, espera-se que tecnologias inovadoras para a conversão de biomassa, como é o caso do Cotratamento, sejam alvo de investimento e tornem-se alternativas potencialmente mais atrativas que a tecnologia atual.

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Figura 2 – Histórico do preço do barril de petróleo (Fonte: https://www.eia.gov/dnav/pet/hist/RBRTED.htm).

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8 - Jouzani, GS; Taherzadeh, MJ. Advances in consolidated bioprocessing systems for bioethanol and butanol production from biomass: a comprehensive review Biofuel Research Journal, 152-195, 2015.9 - Lynd, LR; Van Zyl, WH; McBride, JE; Laser, M. Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass: an update, Current opinion in biotechnology, 16:577–583, 2005.10 - Lynd RL; Guss, AM; Himmel, ME; Beri, D; Herring, C; Holwerda, EK; Murphy, SJ; Olson, DG; Paye, J; Rydzak, T; Shao, X; Tian, L; Worthen, R. Advances in Consolidated Bioprocessing Using Clostridium thermocellum and Thermoanaerobacter saccharolyticum, Book Editor(s): Christoph Wittmann, James C. Liao, 2016. 11 - Paye, J., A. Guseva, S.K. Hammer, E. Gjersing, M.F. Davis, B.H. Davison, J. Olstad, B.S. Donohoe, T.Y. Nguyen, C.E. Wyman, S. Pattathil, M.G. Hahn, L.R. Lynd. Biological lignocellulose solubilization: Comparative evaluation of biocatalysts and enhancement via cotreatment. Biotechnology for Biofuels. 9:1-13. 2016.12 - Lynd, RL. The grand challenge of cellulosic biofuels, Nature Biotechnology, 35(10), 912-915, 2017.13 - NOVA CANA, MME apresenta modelo do

RenovaBio com cenários, metas, premissas e impactos, 26/04/2018.14 - NDC do Brasil. 2018, Ministério das Minas e Energia, http://www.itamaraty.gov.br/images/ed_desenvsust/BRASIL-iNDC-portugues.pdf.15 - Balch ML, Holwerda EK, Davis MF, Sykes RW, Happs RM, et al. Lignocellulose fermentation and residual solids characterization for senescent switchgrass fermentation by Clostridium thermocellum in the presence and absence of continuous in situ ball-milling. Energy Environ. Sci. 10(5),1252–1261, 2017.16 - Tian L, Papanek B, Olson DG, Rydzak T, Holwerda EK, Zheng T, Zhou J, Maloney M, Jiang N, Giannone RJ, Hettich RL, Guss AM, Lynd LR. Simultaneous achievement of high ethanol yield and titer in Clostridium thermocellum. Biotechnol Biofuels. 9:116, doi: 10.1186/s13068-016-0528-8, 2016.17 - Herring CD, Kenealy WR, Joe Shaw A, Covalla SF, Olson DG, Zhang J, Ryan Sillers W, Tsakraklides V, Bardsley JS, Rogers SR et al.: Strain and bioprocess improvement of a thermophilic anaerobe for the production of ethanol from wood. Biotechnol. Biofuels 2016, 9:125.18 - Crooks, E. Finantial times. November 4, 2015.


atue com aplicações diversas dependendo da demanda de energia exigida e o tipo de produção desejada.

IntroduçãoTodas as atividades

econômicas requerem algum tipo de transformação e essa transformação geralmente ocorre através da energia. De acordo com a agência de Energia Internacional (EIA), 82% da demanda mundial de energia são atendidas por fontes de energia fósseis, como o petróleo, o carvão e o gás natural; logo as economias mundiais estão sujeitas a fontes de energia fóssil. Como o aumento da demanda global de energia foi maior do que o aumento da população no século passado, a dependência das economias pelas fontes de energia fóssil induziu algumas preocupações políticas, econômicas e ambientais (BILGLI et al, 2017).

Rotas tecnológicas alternativas aos combustíveis derivados do

petróleo e produtos químicos estão sendo procurados, com o objetivo de desenvolver um grau alto de independência energética e para melhorar a qualidade do ar por meio de minimização dos impactos destas rotas no meio ambiente. Neste contexto que visa diversificar a matriz energética, o etanol e o hidrogênio se destacam nos ramos de combustíveis e derivados.

O primeiro é considerado combustível alternativo para uso em automóveis e uma valiosa matéria prima para a indústria química. O segundo tem como objetivo seu uso nas células de combustível e matéria prima das indústrias petroquímicas (LIRA, 2012).

O etanol é uma matéria-prima versátil para a síntese de vários produtos químicos além de combustíveis e polímeros. Ele também tem sido comercialmente utilizado como um aditivo ou um substituto potencial para a gasolina. O método primário

Síntese de um processo petroquímico para a produção de etanol e hidrogênio via gaseificação da biomassa da cana-de-açúcar

Rodrigo Lucas Tenorio Calazans de Lira1; Nelson Medeiros de Lima Filho2; Sérgio Lucena3

1 Doutor em Engenharia Química pelo Departamento de Engenharia Química (DEQ-UFPE)2 Doutor -Professor e Pesquisador do Departamento de Engenharia Química (DEQ-UFPE), Laboratório de Processos Catalíticos (LPC-UFPE) 3 Doutor -Professor e Pesquisador do Departamento de Engenharia Química (DEQ-UFPE), Laboratório de Controle e Otimização de Processos (LACO-UFPE)

ResumoCom o objetivo de contribuir

no desenvolvimento da matriz energética no Brasil, foi proposto um processo para a obtenção de etanol e hidrogênio a partir da gaseificação da biomassa da cana - de - açúcar com intuito de desenvolver uma unidade de matriz energética diversa, produtiva e viável. O processo foi estudado através de experimentos computacionais com o apoio do software comercial ASPEN HYSYS, utilizando como base a literatura e as experiências industriais atuais que permitiu a concepção e simulação da unidade industrial e de sua viabilidade técnica. No desenvolvimento do processo, foi simulada a unidade de gaseificação da biomassa da cana - de - açúcar junto com a unidade de síntese de etanol. Os resultados na concepção preliminar do processo apresentaram níveis de produtividade e qualidade a nível industrial de etanol e hidrogênio, resultando em um processo que

ARTIGO


Figura 1. Gaseificação da Biomassa. Fonte: Knoeff, 2012

para a produção de etanol é baseado em processos de fermentação microbiana usando matérias-primas agrícolas, como cana-de-açúcar e o milho e requer um esforço considerável em tecnologia e em pesquisa antes da realização da escala comercial (GONG, 2012).

A produção de etanol, contudo, sofre problemas que envolvem questões climáticas e econômicas, onde a partir de 2009 um processo de crise no setor intensificou-se com a redução da oferta de etanol no Brasil. Os principais fatores que contribuíram foram: elevação do preço do açúcar no mercado internacional em detrimento do etanol hidratado; a política de manutenção dos preços internos da gasolina, gerando um teto artificial ao preço do etanol para que o produto pudesse ser competitivo; redução dos investimentos em renovação de canavial, em expansão de capacidade e em produtividade das usinas; mecanização acelerada do setor e uso de cana inapropriada às condições da região centro-oeste ocasionando perda de produtividade (ANP, 2016).

Para minimizar tais impactos na produção de etanol, rotas tecnológicas complementares surgiram de apoio ao processo, visando o desenvolvimento de unidades auto-suficientes e com uma matriz energética mais diversa. Uma destas rotas visa à transformação da biomassa (bagaço da cana-de-açúcar) em gás de síntese (mistura de

CO+H2) que pode ser convertido em etanol. A tecnologia usa a biomassa como alternativa às mudanças climáticas, diminuindo a dependência da importação de derivados do petróleo e permitindo o desenvolvimento das zonas rurais (NUNCIRA, 2013).

A gaseificação (Figura 1) é uma das técnicas mais utilizadas para converter biomassa em gás de síntese, sendo definida como a conversão termoquímica de uma matéria prima carbonácea sólida ou líquida, através de oxidação parcial em gás de síntese. Nesse processo, o carbono sofre oxidação térmica a temperaturas elevadas entre 500 e 1400 °C e a pressões atmosféricas ou elevadas até 33 bar (479 psia). O agente oxidante é utilizado em quantidades inferiores ao estequiometricamente necessário para sua combustão completa, por este motivo, o gás gerado é constituído por

componentes gasosos ainda passíveis de combustão, principalmente o hidrogênio e o monóxido de carbono (H2+CO), apresentando quantidades menores de dióxido de carbono (CO2), água (H2O), metano (CH4), hidrocarbonetos superiores (C2+) e nitrogênio (N2) (KNOEFF, 2012).

A síntese de etanol via gás de síntese que também é conhecida como reforma catalítica é retratada por Subramani (2008) que afirma que o gás de síntese pode ser convertido em etanol e alcoóis superiores de forma direta ou através de metanol como intermediário. A forma direta é a mais estudada, realizada com o uso catalisador ródio (Rh), em que a conversão direta do gás de síntese em etanol ocorre via a hidrogenação seletiva de CO na superfície do catalisador para produzir etanol diretamente de acordo com a Equação 1.


2CO(g)+ 4H2(g)↔ C2H5OH(g) + H2O(g) (1)

Este trabalho teve como objetivo desenvolver através de experimentos computacionais uma síntese de processo petroquímico de produção de etanol e hidrogênio por meio da gaseificação da biomassa, este sendo o bagaço da cana-de-açúcar. O desenvolvimento desta rota tecnológica por meio de simulação computacional visa desenvolver uma concepção preliminar de uma unidade petroquímica comercial avançada tecnologicamente com uma matriz energética diversa.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

Termodinâmica do ProcessoA concepção e a simulação do processo foram

realizadas com o software ASPEN HYSYS, um simulador modular de processos químicos, utilizado para processamento de unidades petroquímicas conforme Solsvik (2016). O modelo termodinâmico definido para toda rota tecnológica foi o modelo termodinâmico de Peng Robson por se tratar de um processo que envolve hidrocarbonetos. Este modelo foi utilizado em todo processo que envolve a biomassa até geração de etanol e hidrogênio.

Para a simulação da rota tecnológica integrada referente ao processamento da biomassa e da síntese de etanol, foram definidos no simulador os componentes químicos envolvidos de acordo com a literatura base e com as experiências industriais conhecidas.

Operações unitárias envolvidasA rota tecnológica envolvida no processo

de produção de etanol e hidrogênio atuou primeiramente na geração de gás de síntese via gaseificação do bagaço da cana-de-açúcar e depois a síntese direta de etanol a partir do gás de síntese resultante.

As operações unitárias envolvidas foram definidas no ASPEN HYSYS e incluíram reatores de equilíbrio, sistemas pra controlar a temperatura como, por exemplo: resfriadores (condensadores) e aquecedores, misturadores, separadores, unidades lógicas e unidades de separação.

Conforme Solsvik (2016), o modelo termodinâmico reacional de minimização de Gibbs foi o mais adequado para a construção das reações envolvidas, pois o processo desenvolvido envolveu uma concepção industrial preliminar com múltiplos equipamentos operando. Este modelo atua de forma a calcular as reações químicas envolvidas no processo com base na estequiometria das reações e com base no equilíbrio químico obtido com o cálculo de minimização da energia de Gibbs.

Validação do processo da gaseificaçãoAntes da construção da rota tecnológica foi

preciso validar a gaseificação da biomassa. Uma unidade de gaseificação foi desenvolvida com a aplicação das reações de reforma com ênfase na minimização da energia de Gibbs em um reator de Gibbs disponível no ASPEN HYSYS. As condições de alimentação envolveram bagaço da cana-de-açúcar, o ar e vapor de água. As correntes de alimentação criadas no ASPEN HYSYS apresentaram as condições descritas nas Tabelas 1 e 2, dados referentes a Castro (2009) e atualizados com base no trabalho de Edreis (2016).

Conforme o fluxograma da gaseificação descrito na Figura 2, os reagentes foram inseridos no reator de Gibbs, a uma temperatura de 650 e resfriados em um condensador (Resfriador) a uma

Tabela 1. Composição do bagaço da cana-de-açúcar

Componente Composição mássica %

Carbono 52,55

Nitrogênio 0,20

Hidrogênio 5,40

Enxofre Rômbico 0,020

Cl2 0,03

O2 41,80


Condições Operacionais Bagaço Ar H2O

Vazão (kg/h) 52 52 18

Temperatura (ºC) 25 25 345

Pressão (kPa) 93.33 93.33 93.33

temperatura de 50 ºC para posterior separação de contaminantes (Resíduos) em um separador, gerando uma corrente de gás de síntese com baixo teor de contaminantes.

Construindo o Processo IndustrialPara o desenvolvimento da rota tecnológica, duas

unidades industriais foram construídas, a primeira envolveu a gaseificação da biomassa e a segunda a síntese de etanol e produção de hidrogênio.

Inicialmente de acordo com a Tabela 3 foram construídas as correntes de alimentação, que envolveram a biomassa (bagaço da cana-de-açúcar), corrente de água e ar. Estas correntes mantiveram a mesma composição mássica referente no processo de validação, mas com

novas condições operacionais visando produção a nível industrial. Tais características foram definidas conforme os trabalhos de Castro et al (2009) e Edreis (2016).

O fluxograma da rota tecnológica está descrita na Figura 3 e foi composta por duas etapas. A primeira etapa envolveu a simulação do processo de gaseificação resultante das correntes de alimentação do bagaço da cana-de-açúcar (Bagaço), correntes de

ar (Ar) e de água (H2O) inseridos no reator de Gibbs (Gaseificação). A corrente H2O foi aquecida no Aquecedor 1 a 345 ºC e misturada junto com o Bagaço e o Ar no reator Gaseificação que operou a 650ºC. O produto resultante foi resfriado a 50ºC (Resfriador 1) e os contaminantes gerados separados na unidade Separador 1.

O gás de síntese resultante (GS) foi tratado no Separador 2 visando a retirada do excesso de hidrogênio produzido (H2-1) e aquecido a 100ºC, com o objetivo de proceder com a síntese de etanol.

A síntese de etanol ocorreu no reator Síntese de

Tabela 2. Condições operacionais das correntes de entrada

Figura 2. Gaseificação da biomassa

Tabela 3. Condições operacionais das correntes de entrada

Condições Operacionais Bagaço Ar H2O

Vazão (kg/h) 47800 57000 18020

Temperatura (ºC) 25 25 345

Pressão (kPa) 93.33 93.33 93.33


etanol, onde o produto foi tratado no Separador 3, visando a retirada de mais hidrogênio formado (H2-2) devido a reação de deslocamento de água e de formação de metano, reações colaterais que ocorrem no processo de gaseificação. O produto resultante do reator de síntese de etanol foi resfriado a 34 ºC, gerando solução alcoólica (Sol. alcoólica) para uso posterior em colunas de destilação.

2. RESULTADOS E CONCLUSÃO

Validação da GaseificaçãoAs características operacionais do gás de síntese

(GS) que foram produzidas via gaseificação resultaram em uma vazão de 188,6 kg/h e os resultados obtidos incluíram uma conversão do carbono da biomassa de 100%, pois não foi considerada a formação de depósitos o reator. O

consumo energético foi de 3,13.105 kJ/h e a razão de H2/CO do gás de síntese foi de 1,15 próxima do ideal nas reações de gaseificação e podendo já ser usado em uma vasta gama de processos, conforme descreve a literatura e as tecnologias atuais.

O teor de carbono presente no bagaço da cana gera uma vasta gama de produtos entre eles o metano que pode ser recuperado, para ser reaproveitado como energia. Os resultados obtidos confirmaram a literatura, que a forma de simular processos que envolvem a biomassa por meio da minimização de Gibbs obtém resultados com valores próximos aos obtidos em unidades reais.

A influência da temperatura de reação no processo de gaseificação é descrita na Figura 4 por meio de um perfil gráfico.

Os resultados obtidos com a gaseificação

Figura 3. Unidade Industrial

Figura 4. Influência da temperatura na gaseificação


conforme a Figura 4, demonstra que o aumento de temperatura tende a aumentar a concentração de CO devido a reação de Boudoard e da reação do carbono com a água, mas diminui a quantidade de H2. Esta diminuição é devido a reação do CO com o H2 conhecido como reação de deslocamento de água.

Logo a temperatura influência a produção e a composição do gás de síntese obtido e por ser a gaseificação um processo em que ocorrem múltiplas reações, o uso de um reator especifico atuando de acordo com a faixa de temperatura a ser aplicada torna-se fundamental.

Rota tecnológicaNo desenvolvimento da rota tecnológica, os

resultados são representados por tabelas onde na Tabela 4 estão os resultados obtidos referentes a produção do gás de síntese (GS) e na Tabela 5 estão os resultados obtidos referentes a produção de H2 e etanol.

Quanto à produção da quantidade de H2 na Tabela 5 é possível destacar a quantidade obtida de 2786 kg/h, o que confirma a literatura onde o processo de gaseificação do bagaço da cana permite uma alta produção de H2 para uso industrial, que ocorre devido a fatores como a razão H2/CO de 1,27 (Tabela 4) e também como resultado da reação de deslocamento de água na síntese de etanol.

Na etapa da síntese de etanol, a reação operou a uma temperatura de 250 ºC, resultando na corrente Sol. Alcoolica com uma vazão de 18610 kg/h e uma qualidade de etanol de 30 % v/v acima das condições das unidades de fermentação. Nesta fase de processamento da geração de etanol, presumiu-se de forma adequada as condições térmicas aplicadas e seu funcionamento com base no catalisador Rh, gerando uma quantidade e qualidade satisfatória de etanol para seu uso em unidades de destilaria.

3. CONCLUSÃO

A simulação conduzida pelo software ASPEN HYSYS da rota de integração energética da biomassa com a síntese de etanol com ênfase em produzir etanol e H2 apresentou resultados satisfatórios, considerando a forma de aplicação dos modelos reacionais via o modelo de minimização Gibbs. Os experimentos voltados inicialmente às unidades de geração de gás de síntese com as premissas estabelecidas com base na literatura e nas experiências industriais atuais ficaram de acordo com a produção científica, podendo ser usadas de forma integrada nas unidades de produção de etanol e hidrogênio.

A produção de H2 é obtida em duas seções durante o processo, a primeira devido à geração de gás de

Tabela 4. Resultados obtidos na geração de gás de síntese por meio da gaseificação

Tabela 5. Condições operacionais das correntes de Etanol e H2

Vazãokg/h(GS)

H2/CO H2/CO Temperatura (C) Pressão (kPa) Energia (kJ/h)

123500 1,27 100 50 93,33 8,2. 104

Condições Operacionais Etanol H2

Vazão (kg/h) 18610 2786

Temperatura (ºC)

34 226.9

Pressão (kPa)

101,3 93,33


síntese que gerou razões acima do ideal de H2/CO e a segunda na própria reforma catalítica (Síntese de etanol) devido à reação de deslocamento de água. As condições termodinâmicas e operacionais implementadas no processo permitiram gerenciar o nível de produtividade de etanol e H2. Logo os resultados da simulação foram bem avaliados com os resultados da literatura atual e com as características industriais que se conhecem atualmente, desta forma o modelo de simulação do processo criado pode ser viável para auxiliar matriz energética nacional e ajudar a combater crises ambientais. Embora o processamento desta rota tecnológica em sua concepção preliminar possa ser otimizada e bem avaliada em termos técnicos, as oportunidades que existem para diminuir custos e aumentar as receitas operacionais são enormes.

Além dessas oportunidades de otimização no processo, existem outras que poderão gerar descobertas potenciais no que se refere à cinética do processo e o desenvolvimento de novos catalisadores que podem reduzir significativamente os custos operacionais e de capital da planta desenvolvida no ASPEN HYSYS. l

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Bilgilia, F; Koçak, E; Bulutc, U; Kuşkayad, S. Can biomass energy be an efficient policy tool for sustainable development? Renewable and Sustainable Energy Reviews V.71; P. 830-845, 2017.

Carlos, Perlingeiro. Engenharia de Processos - Análise, Simulação, Otimização e Síntese de Processos Químicos. Primeira Edição; Blucher, 2005.

Castro, Alfredo, J, A; Cassiano, Douglas, A; Ferreira,Newton,L. Gaseificação do Bagaço de cana - de -açúcar, modelagem, análise e comparação com sistema real. Exacta. São Paulo. V7. n.1. p. 39-47. Jan/mar. 2009

Edreis, Elbager M, A; Yao, Hong. Kinetic thermal behaviour and evaluation of physical structure of sugar cane bagasse char during non-isothermal steam gasification. In: Journal of Materials reserach and Tecnology. 2016.

Gong, J; Yue, H; Zhao, Y; Zhao, S; Zhao, L; L,J; Wang, S; Ma, X. Synthesis of Ethanol via Syngas on

Cu/SiO2 Catalysts with Balanced Cu0−Cu+ Sites. In: Jornal of the america chemical society; v. 134, p. 13922-13925, 2012.

Knoef, H. Review of small-scale biomass gasification, Pyrolysis and Gasifcation of Biomass and Waste Expert Meeting, Strasbourg, France, 2002.

Lira, Rodrigo Lucas T.C. Análise e otimização da produção de hidrocarbonetos líquidos via a reação de Fischer Tropsch por meio da tecnologia Gas to liquid (GTL). Dissertação de Mestrado. Engenharia Química, UFPE, Pernambuco, 2012.

Nuncira, David, L,V. Análise termodinâmica da produção de biobutanol em uma biorefinaria brasileira. Dissertação de mestrado, Engenharia de Energia, UNIFEI. Minas Gerais, 2013.

Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Panorama do abastecimento de combustíveis: 2016. Rio de Janeiro; ANP, 2016.

Solsvik, J; Haug-Warberg, T; Jakobsen, H, A. Implementation of chemical reaction equilibrium by Gibbs and Helmholtz energies in tubular reactor models: Application to the steam–methane reforming. Chemical Engineering Science.Volume 140, 2 February 2016, Pages 261-278.

Subramani, V.; Gangwal, S. K. A Review of Recent Literature to Search for an Efficient Catalytic Process for the Conversion of Syngas to Ethanol. In: Energy & Fuels, 22, 814-839, 2008.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) o apoio financeiro nos meses que possibilitaram desenvolver meu projeto, a UFPE e ao Laboratório de Controle e Otimização de Processos (LACO-UFPE).


Com o patrocínio do Conselho Regional de Química da 5ª região, da LABSUL Produtos para Laboratório, do SENGE RS Sindicato dos Engenheiros no Estado do Rio Grande do Sul, da empresa TRISOLUTIONS e com o apoio da ABEQ, foi realizado nos dias 21 e 22 de maio o

Simpósio de Maio da Pós-Graduação em Engenharia Química da UFRGS.

Simpósio de Maio do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

EVENTOS

O Simpósio teve por slogan: “Aproximando pós-graduação e empresas”. É com esse propósito que o evento foi estruturado em três eixos principais:

x) Eixo da divulgação das pesquisas realizadas: Alunos de mestrado, doutorado e pesquisadores apresentam o andamento dos seus trabalhos de pesquisa, patrocinados por órgãos de fomento e empresas.

y) Eixo do debate de ideias através de mesa-redonda: Temas de interesse à comunidade do PPGEQ são debatidos e diferentes pontos de vistas são confrontados em uma mesa-redonda.

z) Eixo das apresentações em Pitch – começando uma startup. Buscando tirar do papel as pesquisas desenvolvidas no PPGEQ, essa sessão do evento é focada nas apresentações em Pitch (http://ideianoar.com.br/pitch-o-roteiro-para-uma-apresentacao-eficaz/) destinadas a possíveis investidores e tem como objetivo fomentar o

surgimento de novas StartUps.A motivação para o tema da mesa-redonda

deste ano está capturada na reportagem “Qual o propósito de fazer um mestrado ou doutorado no Brasil?” de autoria de Anderson Bortolotto (http://terracoeconomico.com.br/qual-o-proposito-de-fazer-um-mestrado-ou-doutorado-no-brasil). Essa reportagem começa com duas histórias, uma de um doutor tipicamente brasileiro procurando uma vaga em universidade pública e um outro americano, que se tornou um importante gestor de desenvolvimento da General Eletric.

Claramente no Brasil, a maior parte dos pesquisadores brasileiros está nas instituições de ensino superior (80%), enquanto que nas empresas a proporção é de apenas 5%, bastante abaixo de países como: Estados Unidos, Coreia, Japão, China, Alemanha, França e Rússia. Essa é uma das causas da dissociação entre o avanço


científico e a incorporação da inovação tecnológica à base produtiva brasileira. Só para se ter uma ideia, nos Estados Unidos, a proporção de doutores na indústria chega a 40%.

Tendo em conta que atualmente a capacidade de absorção das universidades públicas está bem abaixo da oferta anual dos doutores formados, fica evidente que se não forem geradas novas oportunidades, teremos o caso ilustrado na reportagem se tornando a regra e uma oportunidade de desenvolvimento tecnológico nacional deixará de ser devidamente aproveitada.

Sendo assim, a mesa-redonda “Mestrado e Doutorado pra quê?” discutiu esse tema

fomentando novos caminhos e diferentes visões sobre o papel de mestres e doutores na sociedade brasileira.

Participaram da meda-redonda: Prof. Dr. Carlos Eduardo Pereira (EMBRAPII), Prof. Dr. Luís da Cunha Lamb (PROPESQ / UFRGS), Dr. Wilson Mantovani Grava (PETROBRAS) e engenheiro M.Sc. Leandro Porto Lusa (TRISOLUTIONS). O moderador do debate foi o representante da ABEQ/RS Prof. Dr. Jorge Otávio Trierweiler (UFRGS). A gravação da mesa-redonda está disponível no site: https://www.ufrgs.br/simpos/ na página inicial juntamente com as respectivas apresentações. l


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ESPAÇO DO PROFESSOR ABEQ

O O Projeto Professor ABEQ propicia uma interação da Associação Brasileira de Engenharia Química com professores e

estudantes, estabelecendo um link da ABEQ com a Instituição de Ensino, por intermédio de um professor, para que juntos divulguem ações e atividades à comunidade da Engenharia Química nacional. A propagação do Projeto Professor ABEQ ocorre por meio da apresentação de seus representantes no Boletim Informativo Mensal (BIM) e das entrevistas realizadas para a Revista Brasileira de Engenharia Química (REBEQ), ambas publicações digitais da ABEQ, a “Rede” de Profissionais da Engenharia Química no Brasil. O Espaço do Professor ABEQ criado para a REBEQ tem apresentado através de entrevistas, as experiências vivenciadas, as diversidades regionais e as estratégias metodológicas praticadas no processo ensino-aprendizagem pelos professores dos cursos de Engenharia Química das escolas brasileiras. Os Professor ABEQ têm mostrado por

seus relatos, uma preocupação com a formação básica dos conhecimentos em Física, Química, Matemática e Biologia, que propiciará ao profissional uma base técnica sólida e auxiliará o seu ingresso no mercado de trabalho; e também, um interesse com as relações interpessoais, abrangendo as áreas gerenciais e humanas, o que possibilitará uma atuação socioeconômica de forma ética e cidadã. O primeiro Professor ABEQ a ser entrevistado pela REBEQ representou o Nordeste, em particular o estado da Bahia; a segunda entrevista foi realizada com um Professor ABEQ representante da região Sul, do estado do Rio Grande do Sul; a terceira e a quarta entrevistas representaram o estado de Minas Gerais, localizado na região Sudeste, assim como, o estado de São Paulo, que é o estado brasileiro com o maior número de representações do Projeto. Por esta razão, a quinta entrevista será com um representante de uma Instituição de Ensino do município de Diadema, no estado de São Paulo.

PROFESSOR ABEQ

PROFESSOR ABEQ ATUA JUNTO A UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO (UNIFESP) - CAMPUS DIADEMA (SP)

Em entrevista concedida a REBEQ o Professor ABEQ Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin representante da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP - Campus Diadema), localizada na região metropolitana do estado de São Paulo, nos descreve sua formação acadêmica; comenta suas áreas de atuação e de pesquisa; avalia os resultados apresentados pelas metodologias empregadas no processo de ensino-aprendizagem, como a sala de aula invertida e os projetos em vídeo; e destaca a Semana Científica e Cultural Unifesp Diadema (SCCUD) realizada anualmente na Instituição.

Engenheiro Químico, Mestre e Doutor em Engenharia Química o Professor Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin considera as relações interpessoais, comunicação e criatividade, a prática do trabalho em equipe, a aplicação de projetos multidisciplinares e a

compreensão de como atuar no meio socioeconômico de forma técnica, ética e cidadã relevantes no processo de formação do profissional da engenharia química.

A entrevista na íntegra com o Professor encontra-se reproduzida a seguir.

REBEQ - De quando se formou até o presente, qual a sua percepção quanto à formação de engenheiros químicos? Quais as novas necessidades do profissional?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - Sou Engenheiro Químico formado no início de 2004 pela Universidade Estadual de Maringá (PR). Nestes 14 anos, até os dias atuais, percebo que a formação técnica vem se mantendo equilibrada. Contudo, como docentes, precisamos ver além! Aspectos como relações interpessoais, comunicação e criatividade são características desejáveis em qualquer profissão. Por esta razão, não devem ser esquecidas durante o processo de formação do Engenheiro Químico.

REBEQ - Desde quando ministra aulas em cursos


de Engenharia Química e qual(is) a(s) disciplina(s) que ministra? Emprega alguma estratégia para uma melhor aprendizagem?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - Ingressei na UNIFESP Diadema em agosto de 2011, sendo concursado na área de Equipamentos e Processos de Separação, ou seja, essencialmente, a área de Operações Unitárias. Transitei pelas três disciplinas de Operações Unitárias, principalmente na parte prática, ministrando a teoria de Operações Unitárias I (movimentação de fluidos e separações mecânicas). Pelo fato das pesquisas que desenvolvo estarem na área de biotecnologia, também colaborei com Engenharia Bioquímica e criamos uma eletiva de Biosseparações, ou seja, operações unitárias voltadas especialmente aos processos biotecnológicos. Estive na comissão de Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) por 4 anos e, desde o 1º semestre de 2017, ministro Introdução à Engenharia Química aos nossos alunos ingressantes. Buscando uma melhor aprendizagem, iniciei a aplicação de metodologias ativas, usando, algumas vezes, a técnica de sala de aula invertida. Nesta metodologia, o conteúdo deve ser estudado previamente em casa (por vídeo-aulas, por exemplo), sendo que os exercícios são resolvidos em sala para que as dúvidas sejam sanadas de uma maneira mais rápida pelo professor. Entretanto, nossa questão cultural de brasileiro costuma dar um pouco de trabalho! Também costumo fazer uma avaliação na forma de projetos em vídeo, onde os alunos devem produzir um vídeo sobre o assunto em questão, e divulgá-lo em mídias sociais para posterior discussão em aula. Estes projetos têm colaborado muito para a criatividade em nossos alunos. Os resultados são maravilhosos!

REBEQ - O que destacaria no Curso de Engenharia Química de sua Instituição de Ensino? Qual é o diferencial do Curso?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - O curso

de Engenharia Química da UNIFESP Diadema tem como principal destaque a formação de um profissional com capacidade analítica, com bons conhecimentos de biologia e sólidos conhecimentos de matemática, física e química em toda sua dimensão. Além destes conhecimentos típicos da formação de um engenheiro químico, o nosso profissional é capaz de compreender e atuar no meio socioeconômico de forma técnica, ética e cidadã. Aqui na UNIFESP, proporcionamos aos nossos alunos uma sólida preparação nas áreas básicas, técnicas, gerenciais e humanas,

fortalecendo e/ou criando um espírito de colaboração de tal maneira que discentes e docentes possam trabalhar efetivamente em equipe e em projetos multidisciplinares. De acordo com dados recentes, nossos alunos egressos têm se colocado com êxito no mercado de trabalho em diversas áreas da Engenharia Química.

REBEQ - Está desenvolvendo algum(a) trabalho/pesquisa que gostaria de mencionar?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - Atualmente sigo duas grandes linhas de pesquisa. A primeira, que se originou devido à minha formação de pesquisa (mestrado e doutorado), está ligada à recuperação e purificação de biomoléculas. Nesta linha, aplicamos sequências de operações unitárias para desempenharem esta tarefa, com ênfase para processos cromatográficos de adsorção seletiva. Trabalhamos com proteínas, enzimas e, mais recentemente, com biossurfactantes. A segunda linha, ainda em vias de desenvolvimento, surge devido a esta paixão pelo ensino de Engenharia Química. Ainda pretendo fazer um pós-doc neste assunto fascinante.

REBEQ - Quais os eventos de Engenharia Química promovidos pela sua Instituição de Ensino?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - O nosso principal evento é a Semana Científica e Cultural Unifesp Diadema, a SCCUD, realizada sempre na

Professor Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin da UNIFESP - Campus Diadema


última semana de agosto e que neste ano de 2018 chegou a sua nona edição. Por meio de atividades como Mesas Redondas, Palestras, Oficinas, Minicursos, Visitas Técnicas, Mostra de Iniciação Científica, Concursos de Desenho e de Fotografia, Projetos Acadêmicos, Projetos Culturais, Projetos de Extensão, entre outros tipos de conteúdos, o evento proporciona o intercâmbio de conhecimento e também a troca de experiências entre todos os participantes. As intervenções da engenharia química durante a SCCUD são abrangentes e incluem desde instrumentos e técnicas que podem auxiliar o trabalho do engenheiro até situações-

problema em que profissional está sujeito a se deparar no ambiente de trabalho, assim como relatos de experiências, sempre que possível, tendo como convidado algum de nossos alunos egressos.

REBEQ - Ser o(a) Professor(a) ABEQ, em que poderá contribuir para a sua experiência profissional?

Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin - A principal contribuição relaciona-se com o estreitamento do contato entre a ABEQ e os profissionais da indústria com os nossos alunos, que serão os futuros engenheiros químicos e nossos colegas de profissão. l


3Revista Brasileira de Engenharia Química ● Dezembro 2008

Para aproximar-se da sustentabilida-de, a sociedade deve avançar em

suas escolhas sobre “o quê e quanto consumir”. Para nós engenheiros quí-micos, que servimos à sociedade, talvez tenhamos uma missão tão importante quanto estas, a de avançar na questão “como produzir”. Na REBEQ temos dado atenção a este tema, por exem-plo, com artigos sobre as tecnologias emergentes da EQ, bem como sobre o uso de produtos químicos e seus riscos para a saúde humana e ambiente, a ser regulamentado com os sistemas REA-CH e GHS. Nesta edição da revista, abordamos mais um tema relativo à questão “como produzir”: a segurança de processos na indústria química. Ela é importante para minimizar o impacto da atividade produtiva sobre o meio ambiente, entendido aqui não apenas como o ambiente externo ao processo, mas também os próprios trabalhadores e instalações industriais. A escolha deste

Editorial

Sobre a ABEQ

Publique na REBEQA ABEQ o convida para participar da

Revista Brasileira de Engenharia Quími-

ca, com artigos técnicos que sejam de

interesse de amplos segmentos da comu-

nidade de engenharia química. Consulte

os editores da revista sobre sua idéia.

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pulsiona sua carreira profissional e

se posiciona melhor frente aos novos

desafios que a sociedade impõe sobre

a profissão.

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tunidades de relacionamento com uma

elite de profissionais da academia e

indústria. Também lhe dá acesso a infor-

mação científica e tecnológica de ponta

e lhe oferece oportunidade de participa-

ção ativa na comunidade de engenharia

química nacional. Confira:

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tais.

• Organizaçãodeencontrosnasáreas

científica, tecnológica e de ensino

que mobilizam cerca de 6000 pro-

fissionais.

• Organizaçãodecursosdeextensãoe

apoio a cursos.

• Acessoaumapublicaçãocientífica

trimestral com o respeitável índice

de impacto 0,4 (Web of Knowledge),

uma revista técnico-comercial com

tiragem de 2500 exemplares e um

boletim eletrônico de notícias distri-

buído para 6000 profissionais.

• Valorizaçãodoprofissionalatravésde

prêmios para estudantes, formandos

e pós-graduandos.

Marcelo Seckler, Diretor Presidente da ABEQ

tema é oportuna porque prepara o ter-reno para dois eventos importantes no tema a se realizarem este ano, o 5º Con-gresso Global e o 2º Congresso Latino Americano de Segurança de Processos, o segundo deles realizado pela própria ABEQ em parceria com a ABIQUIM e o CCPS/AIChE. Também mantemos nossa linha de temas ligados à formação do en-genheiro, desta vez com artigo da Profa. Maria Aparecida Silva (UNICAMP), que relata os avanços na Universidade bra-sileira após a publicação das Diretrizes Curriculares dos Cursos de Engenharia em 2002, mudando o foco de uma formação baseada na assimilação de conteúdos programáticos para uma for-mação baseada no desenvolvimento de competências e habilidades. Ela mostra como o sucesso dessa transformação está ligado à execução curricular, o que implica num envolvimento significativo de cada um dos docentes do país. Uma boa leitura a todos. ●




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fermentação alcoólica no brasil€¦ · boletim informativo: é uma edição mensal, buscando...

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