Olá Pessoal,
esta semana tivemos uma aula muito interessante com o Prof. Antonio Sampaio Baptista do Depto. Agroindustria, Alimentos e Nutrição que nos ensinou um pouco sobre o setor sucroenergético. Este setor da economia corresponde ao setor que produz energia a partir de produtos da fotossíntese e produz 3 príncipais produtos:
1) Sacarose - fonte de energia para os seres humanos
2) Etanol - fonte de energia para os veículos
3) Bioeletrecidade - fonte de energia para o dia a dia
O Brasil tem como principal matéria prima para obtenção de energia a cana-de-açúcar, que chegou ao nossos país em 1532 com Martim Afonso de Souza e iniciou seu plantio na área nordeste do país, mas atualmente o plantio de cana-de-açúcar se concentra no sudeste e centro oeste. O Brasil possui uma grande diversidade de material genético (mais de 100 variedades) e a produção deve alcançar 600 milhões de toneladas em 2012/2013, além disso o setor gera um milhão de empregos diretos e mais três milhões de empregos indiretos.
A principal medida de referencia na produção sucroenergética em relação a toneladas de cana-de-açúcar é o açúcar total recuperado (ATR). Para cada safra recebida é calculado o ATR para estimar a produção. A média para 1 tonelada de cana-de-açúcar é de 140,5kg de ATR, para a produção de alcool a média fica em 83L para 1 tonelada e no caso do açúcar 133kg para 1 tonelada.
E onde a microbiologia entra neste processo? Onde está a sua importância para este setor? Podemos começar falando sobre a microbiologia do solo. A bactéria Glucanocetobacter diazotrophicus trabalha na fixação de nitrogênio no solo, reduzindo assim o uso de adubos nitrogenados de origem fóssil que corresponde a um grande custo ao setor, além disso os microorganismos do solo também trabalham para a mitigação do CO2 na atmosfera. Outra área importante onde a microbiologia está atuando é na área de fitopatologia, diversas doenças podem causar redução de produtividade e formação de compostos fenólicos que prejudicam o processo de obtenção de açúcar através da perda do rendimento da fermentação. Algumas dessas doenças são: Ferrugem alaranjada (Puccinia kuehnii), ferrugem marrom (Puccinia melanocephala), podridão vermelha (Colletotrichum falcatum), podridão de fusarium (Fusarium moliniforme) e escaldadura das folhas (Xanthomonas albilineans).
Outro problema relacionado a microorganismos é no momento da colheita pois, quando mecanizada, pode trazer muitas impurezas (microorganismos de solo) que prejudicam os processos. A demora no transporte da cana colhida também é problemática pois com calor e úmidade algumas bactérias e fungos podem se desenvolver e atacar a cana. Os principais problemas desta fase são:
1) Fermentação láctica - Lactobacillus fermentum produz ácido láctico a partir da glicose
2) Fermentação dextrana - Leuconostoc mesenteroides produz dextrana a partir da sacarose
A dextrana causa erros de determinação na ATR, dificulta o processo de cristalização de açúcar e causa turbidez em bebidas
3) Fermentação acética - Acetobacter acetii produz ácido acético a partir do etanol.
Como amenizar estes problemas? Pesquise...
Entrando no processo de fermentação alcoólica temos a atuação das leveduras, Saccharomyces cerevisiae, um fungo que atua além da produção do etanol, na produção de cerveja e do pão. A reação para produção de alcoól está abaixo:
Para uma dorna de fermentação, que possui 1250 m3, precisa de 10% do seu volume de leveduras por ciclo de fermentação. A reprodução das leveduras ocorre por brotação e o ciclo de reprodução dura de 2 a 3 horas. A quantidade de levedura necessária é obtida por geração no próprio laboratório assim o cálculo do tempo para produção de grandes quantidades é importante para não ser necessário gastar na compra de levedura.
A levedura é um organismo aeróbio facultativo, isto quer dizer que ela pode crescer tanto na presença de oxigênio, como na ausência do mesmo. Para a produção de alcool a fermentação é realizada em taxas de baixa concentração de oxigênio e baixas concentrações de açúcar, assim a fermentação ocorre em taxa máxima. Após o uso das leveduras é realizado um processo chamado de processo de Melle - Boinot que se caracteriza pelo reciclo de células de levedura, assim gera um ganho de produtividade.
Por fim como conseguimos gerar bioeletrecidade? No fim do processo de destilação fracionada para a abtenção do etanol é obtido um resíduo pastoso e mal cheiroso, este resíduo é a vinhaça. Para cada litro de etanol produzido, são obtidos 12 litros de vinhaça. A vinhaça pode ser utilizada como fertilizante ou como matéria para se obter o biogás. Para obter o biogás a vinhaça é tratada primeiramente com bactérias acetogênicas, em seguida com bactérias metanogênicas e por fim obtem-se o metano (biogás) como produto final. Além destes três produtos, pesquisas são realizadas para se obter etanol de 2a geração, plásticos biodegradáveis, probióticos e o biodiesel.
Assim podemos ver que a microbiolodia está profundamente envolvida com todo o setor pois influencia toda a cadeia de produção.
Até mais pessoal & boa prova
Raphael/Aranha
1) Sacarose - fonte de energia para os seres humanos
2) Etanol - fonte de energia para os veículos
3) Bioeletrecidade - fonte de energia para o dia a dia
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| Martim Afonso de Souza |
A principal medida de referencia na produção sucroenergética em relação a toneladas de cana-de-açúcar é o açúcar total recuperado (ATR). Para cada safra recebida é calculado o ATR para estimar a produção. A média para 1 tonelada de cana-de-açúcar é de 140,5kg de ATR, para a produção de alcool a média fica em 83L para 1 tonelada e no caso do açúcar 133kg para 1 tonelada.
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| Ferrugem alaranjada |
Outro problema relacionado a microorganismos é no momento da colheita pois, quando mecanizada, pode trazer muitas impurezas (microorganismos de solo) que prejudicam os processos. A demora no transporte da cana colhida também é problemática pois com calor e úmidade algumas bactérias e fungos podem se desenvolver e atacar a cana. Os principais problemas desta fase são:
1) Fermentação láctica - Lactobacillus fermentum produz ácido láctico a partir da glicose
2) Fermentação dextrana - Leuconostoc mesenteroides produz dextrana a partir da sacarose
A dextrana causa erros de determinação na ATR, dificulta o processo de cristalização de açúcar e causa turbidez em bebidas
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| Escaldadura das folhas |
Como amenizar estes problemas? Pesquise...
Entrando no processo de fermentação alcoólica temos a atuação das leveduras, Saccharomyces cerevisiae, um fungo que atua além da produção do etanol, na produção de cerveja e do pão. A reação para produção de alcoól está abaixo:
Para uma dorna de fermentação, que possui 1250 m3, precisa de 10% do seu volume de leveduras por ciclo de fermentação. A reprodução das leveduras ocorre por brotação e o ciclo de reprodução dura de 2 a 3 horas. A quantidade de levedura necessária é obtida por geração no próprio laboratório assim o cálculo do tempo para produção de grandes quantidades é importante para não ser necessário gastar na compra de levedura. |
| Saccharomyces cerevisiae |
Por fim como conseguimos gerar bioeletrecidade? No fim do processo de destilação fracionada para a abtenção do etanol é obtido um resíduo pastoso e mal cheiroso, este resíduo é a vinhaça. Para cada litro de etanol produzido, são obtidos 12 litros de vinhaça. A vinhaça pode ser utilizada como fertilizante ou como matéria para se obter o biogás. Para obter o biogás a vinhaça é tratada primeiramente com bactérias acetogênicas, em seguida com bactérias metanogênicas e por fim obtem-se o metano (biogás) como produto final. Além destes três produtos, pesquisas são realizadas para se obter etanol de 2a geração, plásticos biodegradáveis, probióticos e o biodiesel.
Assim podemos ver que a microbiolodia está profundamente envolvida com todo o setor pois influencia toda a cadeia de produção.
Até mais pessoal & boa prova
Raphael/Aranha
http://projetoediagnosticoambiental.blogspot.com.br/2012/05/microorganismos-para-producao-de-etanol.html
ResponderExcluirGostaria de fazer um comentário sobre o vídeo do final da aula sobre microorganismos na indústria sucroalcooleira... o vídeo mostrava as usinas de cana como responsáveis por um futuro perfeito em 2050, onde os principais problemas do mundo estariam resolvidos: fome, energia e combustível. Muito difícil engolir esta idéia, mesmo com um vídeo tão bem produzido. Nada contra a cana, que é uma planta realmente muito útil e muito nos ajudou até o presente momento. Mas como acreditar numa indústria (usinas) onde poucos se beneficiam, e tudo isto à custa dos nossos recursos mais preciosos, como solo, água, ar, entre outros. Quando percorremos os extensos monocultivos de cana de açúcar, se percebe o pouco que são preservados os cursos d’água, pois na maioria dos casos os plantios vão até as margens dos rios e córregos, muitas das nascentes são assoreadas. Grandes extensões de solo são perdidas por erosão quando, após a colheita, o solo fica totalmente descoberto, pois toda a palha é perdida devido às queimadas. Queimadas que poluem o ar e causam doenças, pois são realizadas nos períodos onde a umidade do ar está mais baixa. E o tanto de herbicidas aplicados, que sofrem deriva e afetam vizinhos que resistiram e não arrendaram suas terras para o cultivo da cana, e veem suas culturas prejudicadas por tais agentes químicos. E a contaminação dos cursos d’água desprotegidos?
ResponderExcluirMas vamos imaginar, pois é o que o vídeo sugere (just imagine), que todos estes problemas sejam resolvidos. O vídeo propõe o açúcar como uma grande fonte de alimento. Este mesmo açúcar que eles pretendem exportar cada vez mais, pouco se importando com o aumento do preço do combustível, é melhor exportar muito açúcar do que produzir etanol para os carros dos brasileiros que inclusive ajudaram as usinas a ter o poder que tem hoje. Pensam em oferecer mais açúcar para um mundo que sofre cada vez mais com diabetes e problemas devido à obesidade. E tudo isto porque estão pensando num futuro perfeito, para todos, mesmo que o poder destas usinas aumente e se concentre mais ainda na mão de poucos, afinal, a desigualdade social não precisa diminuir... afinal só precisamos de açúcar, plásticos (agora biodegradáveis) e mais energia...
Muito bacana o comentário, Tiago!
ExcluirRealmente, precisamos pensar nesse "tal" futuro que estamos prometendo, uma vez que somos estudantes de um palco de vários ilustres profissionais que revolucionaram e continuam transformando a Agricultura.
Tenho certeza que esse comentário fará, como fez a mim, realizar uma pauta para uma breve reflexão: aonde estamos querendo chegar?
Estamos caminhando aos passos certos para cumprir a promessa de um bom futuro a todos, garantindo sustentabilidade - sendo que, esse é um termo muito complexo, envolvendo questões econômicas, sociais e ambientais não compreendidas por muitos ainda, embora esse termo esteja toda hora na mídia, sem contar com o fato de que essa se acha a par do conceito correto?
Quanto ao manejo, especificamente, ao fato do uso de defensivos agrícolas, como os herbicidas, existem profissionais altamente qualificados estudando maneiras de diminuir o uso desses para se utilizar, por exemplo, o "biorregulador"(composto orgânico, não nutriente, aplicado na planta, que a baixas concentrações, promove, inibe ou modifica processos morfológicos e fisiológicos do vegetal). Esse é um exemplo de tentativa, que está sendo muito bem sucedida, de tentar minimizar os impactos ambientais, sem falar em outros possíveis empregos para obtenção de maior produtividade de um produto desejado na planta.
Precisamos ser agentes de melhores maneiras para construirmos manejos mais coerentes com a preservação do nosso meio de trabalho e de oferta de alimento etc a todos. Aliado a esse zelo ao meio ambiente, para contribuirmos com a tal Sustentabilidade, é necessário também encontrar maneiras de se empregar o desenvolvimento e não apenas crescimento.
Fazemos parte do processo de transformação desde o início da matéria até o fim dela. Temos o poder de estabelecer o sucesso, mas também o fracasso do futuro. Cabe a cada um fazer também uma breve reflexão para saber o que realmente deseja para o futuro e, provavelmente, para seus descendentes.