Uma pequena planta aquática pode ser a resposta para descontaminar a água e produzir etanol

A pequena planta aquática Spirodela polyrrhiza,“duckweed”, no Brasil conhecida como “lentilha d’água”. Foto de Mike Yablonski

[Por Henrique Cortez, do EcoDebate] Pesquisadores da North Carolina State University descobriram que uma pequena planta aquática é capaz de limpar a água de resíduos animais e industriais, sendo uma possível alternativa também para a produção de biocombustível.

A pequena planta aquática Spirodela polyrrhiza,“duckweed”, no Brasil conhecida como “lentilha d’água”, de acordo com os pesquisadores, para fins de produção de etanol, possui uma produtividade 6 vezes maior do que o milho.

O milho, insumo principal de produção de etanol nos EUA, exige pesados subsídios para manter-se competitivo e, ao mesmo tempo, recebe severas críticas pela redução da produção destinada à alimentação. Neste sentido já existem diversas pesquisas, inclusive de etanol celulósico, visando a substituição do milho.

A “lentilha d’água” parece uma alternativa promissora, com vantagens adicionais pelo seu potencial de redução de poluentes orgânicos na água.

Como muitas outras plantas aquáticas, tais como a aguapé, a “lentilha d’água” prolifera em águas ricas em nutrientes orgânicos, retirando estes nutrientes da água, o que permite ser utilizadas em sistemas de tratamento para produção de água de reuso.

Em águas excessivamente contaminadas com nitrogênio, de fertilizantes, ou com efluentes orgânicos do esgoto doméstico, estas plantas podem atingir a dimensão de uma “praga’. No entanto, agora, podem ter grande utilidade.

Utilizada em larga escala em “lagoas” para tratamento biológico da água, também produziria biomassa para a produção de etanol.

É, até agora, a alternativa mais ‘amigável’ ao meio ambiente, das que já foram formalmente pesquisadas para produção de biocombustíveis.

Drs. Anne Stomp e Jay Cheng, North Carolina State University

Abaixo transcrevemos o abstract da apresentação realizada durante a 14a Conferência Anual do Institute of Biological Engineering, no dia 21/03/2009.

“Growing High-Starch Duckweed on Wastewater for Ethanol Production”

Authors: Jay J. Cheng, Anne-M. Stomp and Mike Yablonski, North Carolina State University

Presented: March 21, 2009, at the 14th Annual Institute of Biological Engineering Conference in Santa Carla, Calif.

Abstract:

Recently there has been a great drive to significantly expand fuel ethanol production in the United States to reduce our dependency on foreign oil. Currently corn is a primary crop for fuel ethanol production in the US. However, it is clear that tremendously increasing ethanol production from corn would not be practical because the ethanol industry would then compete for limited resource of corn against the food and feed industries. Thus, additional sources of fermentable carbohydrates are needed to meet the expanding fuel ethanol demand. Our research focuses on exploring a new feedstock for ethanol production – duckweed. Duckweed or Lemnaceae is an aquatic plant that has a great potential for fuel ethanol production. Duckweed proliferates through clonal, vegetative budding of new fronds and accumulates biomass faster than field crops, almost 28 times faster than corn. Duckweed can be grown on wastewaters for nutrient management and biomass production. Our current research focuses on development of a system to use animal wastewater to produce high-starch duckweed that is then converted to ethanol using existing starch-based conversion technologies. Duckweed starch content is highly variable, ranging from 3-75% of dry weight depending on species and individual stains. A number of parameters including nutrient profiles and concentration play a major role in starch accumulation. In our laboratory study, a North Carolina strain of duckweed, Spirodela polyrrhiza, could be grown on anaerobically treated swine wastewater with a starch content of 45.8% (dry weight). Enzymatic hydrolysis of the high-starch duckweed biomass with amylases yielded a hydrolysate with a reducing sugar content corresponding to 50.9% of the original dry duckweed biomass. Fermentation of this solution using yeast gave an ethanol yield of 25.8% of the dry duckweed biomass. These results indicate that duckweed biomass can produce appreciable quantity of starch that can be readily fermented into ethanol. Duckweed has a great potential for the development of an environmentally friendly, economically viable ethanol production technology. A pilot-scale duckweed system with approximately 600m2 water surface is being established on a commercial farm to investigate the scale-up factors on growing duckweed on animal wastewater, duckweed harvesting and drying, and economic analysis. Progress of the pilot system will be presented at the meeting.

[Ecodebate, com informações de Matt Shipman, North Carolina State University]

[EcoDebate, 09/04/2009]

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