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12 de Abril de 2019

Pesquisa identifica “reservatórios” de água em bagaço de cana-de-açúcar

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Resultados contribuem para aperfeiçoar tecnologia de processamento e valorização desse insumo


A Cana-de-açúcar é cultivada em diversos países ao redor do mundo para a produção, principalmente, de açúcar e álcool, obtidos do caldo extraído durante o processo de moagem. O bagaço fresco remanescente é um material rico em celulose e lignina, mas também em água. Mesmo com a extrema eficiência de operações do setor sucroalcoleiro, após todas as etapas de extração do caldo na moenda, o bagaço fresco ainda é composto por quase 50% de água. A presença dessa água remanescente no bagaço tem diversas consequências importantes.

A extração do açúcar da cana tem eficiência entre 94 e 98%. O percentual restante permanece preso no bagaço de alguma forma associado à água. Assim, qualquer ganho percentual nesse processo traz um impacto milionário para a indústria.

Visualização em 3D de um fragmento de bagaço.

Nas usinas, o bagaço é usualmente queimado como combustível para a produção de energia elétrica. Neste processo, a evaporação da água contida no bagaço fresco consome parte do calor gerado e reduz a temperatura de combustão, prejudicando sua eficiência. Além disso, a presença de água, que é fundamental para todos os tipos de mecanismos de degradação biológica, é prejudicial para o armazenamento do bagaço fresco. Por fim, o desperdício de água do bagaço por evaporação, seja no estoque ou na caldeira, é uma importante questão ambiental.

Apesar das inúmeras consequências, a localização exata da água remanescente no bagaço fresco permanece um mistério. Assim, Carlos Driemeier, do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), e colaboradores [1] utilizaram as instalações da Linha de Luz IMX de microtomografia de raios X do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para obter imagens tridimensionais de alta resolução do bagaço, de forma não-invasiva, após o processo de moenda para extração do caldo.

O grupo pôde assim visualizar os volumes de água dentro do bagaço, confirmar que as células estão parcialmente cheias de água, e identificar quais tecidos são preferencialmente úmidos ou secos.

As células fibrosas que envolvem os vasos do xilema (estrutura que transporta a seiva bruta para as folhas) foram frequentemente encontradas cheias de água. Por outro lado, a maioria dos vasos do xilema e células do parênquima (tecidos de preenchimento das plantas) estavam secos (isto é, cheios de ar). A região da epiderme (parte mais exterior da planta) apresentou comportamento intermediário, mostrando células secas e úmidas em proporções semelhantes.

Partículas de impurezas minerais com tamanhos de $\rm 8$ a $\rm 140 \mu m$ também foram observadas. Eles estavam, na maioria dos casos, aderidos às superfícies externas dos fragmentos de bagaço, com a água presumivelmente contribuindo para a adesão.

Segundo os pesquisadores, esses resultados proporcionaram novos insights sobre os fenômenos relacionados à água ocorridos durante a moagem da cana-de-açúcar e indicam novos caminhos para o avanço da tecnologia de processamento da cana-de-açúcar e a valorização do bagaço.

Fonte: [1] Carlos E. Driemeier, Liu Y. Ling, Daison Yancy-Caballero, Paulo E. Mantelatto, Carlos S. B. Dias, Nathaly L. Archilha, Location of water in fresh sugarcane bagasse observed by synchrotron X-ray microtomography, PLoS ONE 13(12): e0208219. DOI: 10.1371/journal.pone.0208219