Tecnologias emergentes para o pré-tratamento de biomassa lignocelulósica

Abstract

A biomassa lignocelulósica é um recurso abundante, renovável e de inúmeras aplicações comerciais, tais como: matéria-prima para biocombustíveis, fonte de diversos compostos químicos de alto valor agregado e aplicações na indústria de alimentos. Contudo, todo esse potencial ainda é pouco explorado uma vez que esse tipo material possui uma estrutura cristalina altamente estável e recalcitrante que deve ser rompida mediante pré-tratamentos para disponibilizar as frações de maior interesse econômico na forma de açúcares fermentescíveis. Nesse contexto, o pré-tratamento é a etapa mais crítica para viabilizar a conversão da biomassa em escala industrial. O presente trabalho traz um panorama dos tipos de pré-tratamento usuais, além uma análise mais detalhada de tecnologias emergentes de pré-tratamentos, como a cavitação hidrodinâmica e ultrassônica. Ambas são tecnologias muito promissoras por diversos motivos, tais como: necessitam de uma infraestrutura de custo relativamente baixo, os reatores existentes apresentam um baixo consumo de energia e elevada eficiência energética, além de serem métodos ambientalmente corretos. A cavitação possui potencial para ser aplicada em grande escala e usos industriais, contudo mais estudos precisam ser feitos para refinar essa tecnologia

Lignocellulosic biomass is an abundant, renewable resource for commercial applications, such as: raw material for biofuels, source of several chemical compounds of high added value and applications in the food industry. However, all this potential is still little explored since this type of material has a highly stable and recalcitrant crystalline structure that must be broken through pre-treatments to make available fractions of greater economic interest in the form of fermentable sugars. In this context, pre-treatment is the most critical step to enable the conversion of biomass on an industrial scale. The present work provides an overview of the usual pre-treatment types in addition to a more detailed analysis of emerging pre-treatment technologies, such as hydrodynamic and ultrasonic cavitation. Both are very promising technologies for several reasons, such as: they need a relatively low-cost infrastructure, the existing reactors have a low energy consumption and high energy efficiency, in addition to being environmentally friendly methods. Cavitation has the potential to be applied on a large scale and industrial uses, however more studies need to be done to refine this technology.