Cassilândia, Sábado, 10 de Dezembro de 2016

Últimas Notícias

24/11/2009 16:37

Artigo: Produção de biocombustíveis por microrganismos

Cristina Maria Monteiro Machado *

Ainda que atualmente os únicos biocombustíveis produzidos em grande escala sejam o etanol e o biodiesel, diferentes classes de moléculas possuem propriedades desejáveis para este fim e algumas são passíveis de produção por via microbiana. Outras, embora não sejam normalmente sintetizadas por microrganismos podem vir a sê-lo com o uso de ferramentas biotecnológicas. Este trabalho revisa o uso das fermentações na produção de biocombustíveis e reúne informações a respeito daqueles que estão em estágio de desenvolvimento e possuem perspectivas de aplicação. O objetivo aqui não é esgotar o assunto, mas possibilitar o início de um estudo mais aprofundado nas linhas de pesquisa que se considerem mais promissoras no tema.

A produção de etanol é baseada em uma tecnologia antiga, considerando-se o consumo de bebidas alcoólicas em épocas anteriores ao cristianismo. Incrivelmente o processo de produção de etanol, atualmente, usa o mesmo microrganismo (a levedura Saccharomyces cereviseae) e alcança praticamente a mesma concentração que tem sido obtida há séculos. Uma vez que, atualmente o custo da matéria prima (90% da produção de etanol hoje é feita a partir de milho e cana-de-açúcar) representa tipicamente entre 60 a 70% do custo final do etanol, diversos estudos têm sido executados em todo o mundo para desenvolver uma produção em larga escala de etanol a partir de matérias-primas lignocelulósicas. Porém, devido à grande complexidade da composição destes materiais, ainda não há processos economicamente viáveis utilizando tais substratos. Dessa forma, para reduzir significativamente os custos de capital e de operação tem-se buscado a identificação e desenvolvimento de microrganismos adequados às características da matéria prima e com capacidade de fermentar diferentes açúcares com fatores de conversão elevados.
O butanol é outro álcool que pode ser produzido por fermentação. Nesse bioprocesso, que foi, na década de 1960, o mais importante do mundo, acetona é produzida juntamente ao butanol e etanol (ABE 3:6:1) pela fermentação com o microrganismo Clostridium. acetobutylicum. O n-butanol possui características desejáveis como combustível substituto de gasolina tais como: densidade energética 50% maior do que o etanol e poder ser transportado por tubulações, por carregar menor teor de água. Como seu desempenho em motores ainda não é bem estudado, ele poderia ser usado como combustível de mistura.
O biodiesel é atualmente obtido por uma reação de transesterificação catalítica de diferentes oleaginosas, assim como de óleo de fritura usado e de gordura animal na presença de metanol ou etanol. Apesar dos aspectos ambientais vantajosos, o biodiesel produzido quimicamente possui algumas limitações que poderiam ser evitadas com um processo bioquímico.
Embora os microrganismos não produzam biodiesel por seu metabolismo típico, alguns, como a bactéria Acinetobacter baylyi, produzem quantidades significativas de lipídios de armazenamento na forma de triacilglicerídeos e ésteres graxos. Assim, foi possível produzir uma cepa de E. coli modificada contendo os genes envolvidos na síntese de ésteres graxos e os genes produtores de etanol da bactéria Zymomona mobilis. Essa cepa recombinante, quando em meio contendo ácidos graxos, produziu biodiesel em 26% de peso seco da biomassa, nas condições ideais. Embora essa conversão esteja longe da necessária para o desenvolvimento de um processo industrial, conseguiu-se provar a viabilidade desse novo enfoque.
Hidrocarbonetos de cadeia longa são combustíveis muito comuns hoje em dia, principalmente isooctano (principal detonante da gasolina) e hexadecano (um dos hidrocarbonetos na faixa do diesel), ambos derivados quase totalmente do petróleo. Embora existam relatos demonstrando a biossíntese de alcanos por animais, plantas e microrganismos, esta ocorre em baixas concentrações e seu mecanismo de produção não é conhecido. O desafio da biotecnologia é aumentar a taxas de conversão usando fontes de carbono baratas como matéria primado tamanho apropriado são considerados ótimos combustíveis.
O hidrogênio é promissor como biocombustível pelo seu grande potencial energético e porque seu produto de combustão, a água, não cria problemas ambientais. Por outro lado, a alta volatilidade cria restrições no armazenamento, o que torna seu transporte por longas distâncias muito complicado. Sua tecnologia de produção atual por eletrólise é ineficiente energeticamente uma vez que se gasta um insumo com alta conversão energética (a eletricidade) para gerar outro com baixa (o hidrogênio, que possui apenas 50% de eficiência de conversão). Alternativamente, sistemas biológicos podem ser usados para gerar hidrogênio, mas esses tipicamente possuem baixa taxa de conversão e diversos esforços de pesquisa têm sido feitos para aumentar a produtividade usando técnicas de engenharia metabólica. Outra forma promissora de utilizar o hidrogênio produzido bioquimicamente é o uso de células de combustível microbianas, nas quais um eletrodo compatível (anodo) captura os elétrons do hidrogênio produzido pelo metabolismo microbiano, liberando H+ e então gerando uma corrente elétrica. A sucesso desse processo dependerá da otimização da produção microbiana de hidrogênio e do desenvolvimento de eletrodos para captar esse hidrogênio.

Os biocombustíveis produzidos a partir de biomassa podem ser produzidos termoquimicamente por processos como pirólise e gaseificação ou bioquimicamente por fermentação microbiana e são fontes sustentáveis de energia com grande potencial para um balanço de carbono favorável. No caso de biocombustíveis produzidos por microrganismos, como se pretendeu mostrar nesse artigo, ainda há bastante a se avançar, e a biotecnologia contribuirá decisivamente nesse esforço, tanto no desenvolvimento de plantas mais adequadas aos bioprocessos quanto no desenvolvimento de microrganismos. Esse se constitui um vasto campo de pesquisa e para a indústria, que poderão criar uma nova geração de biocombustíveis que possuem um mercado imenso e conseqüentemente com alto potencial de lucro. É um grande desafio, mas que certamente valerá os esforços.

Cristina Maria Monteiro Machado *
Pesquisadora da Embrapa Agroenergia, Brasília (DF).
cristina.machado@embrapa.br

Envie seu Comentário
Os comentários feitos no Cassilândia News são moderados. Antes de escrever, observe as regras e seja criterioso ao expressar sua opinião. Não serão publicados comentários nas seguintes situações:

1. Sem o remetente identificado com nome, sobrenome e e-mail válido. Codinomes não serão aceitos.
2. Que não tenham relação clara com o conteúdo noticiado.
3. Que tenham teor calunioso, difamatório, injurioso, racista, de incitação à violência ou a qualquer ilegalidade.
4. Que tenham conteúdo que possa ser interpretado como de caráter preconceituoso ou discriminatório a pessoa ou grupo de pessoas.
5. Que contenham linguagem grosseira, obscena e/ou pornográfica.
6. Que transpareçam cunho comercial ou ainda que sejam pertencentes a correntes de qualquer espécie.
7. Que tenham característica de prática de spam.

O Cassilândia News não se responsabiliza pelos comentários dos internautas e se reserva o direito de, a qualquer tempo, e a seu exclusivo critério, retirar qualquer comentário que possa ser considerado contrário às regras definidas acima.
Restamcaracteres.
 
Últimas notícias
Scroller Top
Sexta, 09 de Dezembro de 2016
Quinta, 08 de Dezembro de 2016
Scroller Bottom

  • Idalus Internet Solutions
  • TOP DataCenter e Internet
  • Disponível na AppStore
  • Disponível no Google Play
Rua Sebastião Leal, 845, CEP: 79.540-000, Cassilândia (MS)