A pesquisa sobre a produção de energia a partir da biomassa geralmente se concentra na quantidade de energia gerada. Mas também é importante considerar quanta energia entra no processo, um componente que muitas vezes é negligenciado, diz Tony Grift, professor de Engenharia Agronômica e Biológica na Faculdade de Agricultura, Consumer and Environmental Sciences e Grainger College of Engineering da University of Illinois.

Grift é co-autor de um novo estudo, publicado em Relatórios de tecnologia da Bioresource , que dá uma olhada na eficiência de bioconversão de dois produtos frequentemente usados ​​como biomassa para produção de energia, miscanthus giganteus e bagaço de cana-de-açúcar.

"Nosso objetivo era determinar quanta energia é necessária para preparar esses materiais. É uma visão abrangente dos vários métodos de pré-processamento e sua relação com a eficiência de conversão, " ele explica.

Os dois materiais foram escolhidos devido à sua importância para a produção de energia. Miscanthus é normalmente cultivado como uma cultura ornamental, mas tem uma grande quantidade de biomassa e cresce facilmente com muito pouco uso de nitrogênio. O bagaço da cana-de-açúcar é o subproduto que sobra após a moagem da cana-de-açúcar para a extração do caldo para o açúcar.

O estudo foi feito em colaboração com químicos da Universidade da Califórnia em Berkeley. Grift diz que a abordagem interdisciplinar torna a pesquisa única, porque considera todo o balanço energético. Os pesquisadores da U of I estudaram o gasto de energia com a coleta e o pré-processamento de materiais, enquanto os químicos de Berkeley se concentraram em converter a biomassa em glicose, que é usado para fazer etanol.

Os pesquisadores definiram a porcentagem do valor de aquecimento inerente (PIHV), que mede a quantidade de energia que entra e sai do processo de produção. "Diz que você tem uma certa quantidade de biomassa, que contém uma certa quantidade de energia. Quanta energia você gasta no processamento? Você não quer gastar mais do que 5% do valor total de energia, "Grift diz.

Os pesquisadores submeteram os dois materiais a nove métodos de pré-processamento diferentes, separadamente ou como uma mistura. O pré-processamento é feito por vários motivos, Grift explica. Depois que a safra é colhida, precisa ser transportado para uma planta de processamento, e para tornar o transporte eficiente, o material primeiro passa por um processo chamado de cominuição, em que é picado ou cortado em pedaços menores, e então é compactado.

Grift explica que a colheita e a compressão não acrescentam muito à equação de energia. A principal fonte de gasto de energia é a cominuição, ou redução de tamanho. Isso traz o gasto de energia para 5%. "Tamanhos de partículas menores tornam a compressão mais fácil, ", diz ele." Também é melhor para a produção de energia, porque fornece uma área de superfície maior para as enzimas se ligarem no processo de conversão. Mas a cominuição consome uma certa quantidade de energia, então há uma troca. "

Os métodos de pré-processamento incluíam caules picados e cortados, peletização, cominuição, e vários níveis de compressão. Dos nove grupos de tratamento, cinco incluídos miscanthus, três incluíam bagaço de cana, e um incluía uma mistura dos dois produtos. Os materiais processados ​​foram todos submetidos aos mesmos processos químicos para liberação da glicose.

Os pesquisadores também avaliaram os efeitos do tamanho das partículas, nível de compressão, e mistura na eficiência de conversão de biomassa. Os resultados mostraram que a cominuição teve um efeito positivo na eficiência da miscanthus, mas não do bagaço de cana-de-açúcar, enquanto o oposto foi o caso da peletização. Os pesquisadores também descobriram que uma mistura 50/50 dos dois materiais apresentou maior eficiência de conversão do que o bagaço de cana. mas não houve diferença significativa em comparação com miscanthus sozinho.

Os resultados podem ser usados ​​para ajudar a tornar a produção de energia de biomassa mais eficiente, Grift diz.

"As diferenças não são enormes. Mas se você quiser fazer algo em uma escala maior, é muito importante descobrir essas coisas, " ele explica.

Grift enfatiza que os resultados são preliminares e devem ser examinados em estudos posteriores.

A pesquisa contínua é necessária para substanciar as descobertas e para ampliar a base de conhecimento para outros produtos e outros métodos de pré-processamento.

O artigo, "Medindo a influência dos métodos de pré-processamento de biomassa na eficiência de bioconversão de miscanthus giganteus e bagaço de cana-de-açúcar, "é publicado em Relatórios de tecnologia da Bioresource .