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Sobre tendências de investigação em eng. química, na área de energia, em 2015: biocombustíveis




Ao nível da investigação em energia, as publicações de engenharia química listadas no  Top25 da ScienceDirect abordam o temas das fontes não fósseis de energia, nomeadamente os chamados biocombustíveis, energia térmica, e energia solar.

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Na temática dos biocombustíveis, podem referi-se três temas específicos: bioetanol, biodiesel, e pirólise e gasificação.

BIOETANOL:
Ao nível do bioetanol, os desafios colocados à engenharia química focam-se nas estratégias pelas quais biomassa vegetal pode ser convertida em etanol, desde logo pela conversão inicial da celulose em açúcares simples (hidrólise), e a subsequente fermentação dos mesmos a etanol. 

Neste domínio, inúmeras são as questões técnicas que requerem inovação para que o custo de produção do bioetanol seja mais competitivo, podendo-se referir: otimização da velocidade da hidrólise, e das quantidades de enzima necessárias (caso seja aplicável), a otimização dos rendimentos de produto e tempos de processo, a compatibilidade dos processos com várias espécies,  a minimização da geração de compostos inibidores do processo, a minimização da degradação dos açúcares, robutez face à existência e variações de humidade na biomassa, redução das necessidades energéticas do processo, etc.


BIODIESEL:
Ao nível do biodiesel, a investigação em torno da sua produção incide sobre quatro aspetos principais: 
1) otimização de condições a mistura de óleos vegetais com diesel fóssil e sua combustão; 
2) mistura de óleos vegetais com álcool (metanol, etanol, etc) com vista à formação de microemulsões; 
3) decomposição de óleos vegetais por via térmica com vista à produção de hidrocarbonetos; 
4) transesterificação, ou seja, reação de óleo (ou gordura) com álcool com vista à formação de ésteres e glicerol. 

Enquanto a transesterificação é o processo mais popular para o objetivo de produzir biodiesel, os desafios associados prendem-se também com a fonte de óleos/gorduras a utilizar. Se por um lado a valorização de óleo alimentar depois do seu ciclo de utilização representa uma fonte possível, a cultura de microalgas tem sido muito investigada pelo facto de ter potencial para suprir as necessidades mundiais, dada a elevada produtividade face ao cultivo de espécies agrícolas.


PIRÓLISE E GASIFICAÇÃO:
Ao nível da pirólise e gasificação, a investigação tem-se focado nos desafios de operação inerentes à produção de misturas líquidas e/ou gasosas quando se processa biomassa vegetal em temperaturas superiores a 200ºC sem oxigénio (pirólise) ou sob baixas concentrações de oxigénio (gasificação). 

Neste particular, dado que a biomassa vegetal é compostas maioriamente por celulose, hemicelulose e lenhina, estas frações morpofológicas comportam-se modo diferentes nos referidos processos de pirólise e gasificação, levando a que seja necessário otimizá-los com vista uma produção melhorada de biocombustíveis líquidos ou gasosos, por esta abordagem.

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Esta publicação faz parte de um conjunto de textos subordinado ao tema da investigação em engenharia química no ano de 2015, cuja publicação principal pode ser consultada aqui.

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