Avaliação de matéria-prima lignocelulósica (bagaço de cana-de-açúcar e cascas de coco) para a produção de etanol como aditivo em refinarias de petróleo.

Autores

  • Pedro Gelson Morais Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml , Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Sonangol, S.A. image/svg+xml Author
  • Adilson Venâncio Martins Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author
  • Onésimo Sebastião Fula Francisco Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author
  • Elvis Napoleão Queto Cardoso Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Translator
  • Sónia Marinela da Silva Rêgo de Sousa Paim Author
  • Kavuanda Francisco Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author
  • Lúcia Rafael Funda Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author
  • Jacinta Pinto António Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author
  • Vlademir Pereira Petroangola Author
  • Samuel Carlos Victorino Universidade Jean Piaget de Angola image/svg+xml Author

Palavras-chave:

Resíduos lignocelulósicos; Bagaço de cana-de-açúcar; Cascas de coco; Aditivos de refino

Resumo

Este estudo avaliou o potencial do bagaço de cana-de-açúcar e da casca de coco como matérias-primas para a produção de etanol de segunda geração, destinado a ser utilizado como aditivo oxigenado sustentável em gasolina de refinaria. Por meio de uma metodologia rigorosa que incluiu a caracterização físico-química da biomassa, conversão via hidrólise ácida e fermentação com Saccharomyces cerevisiae, além de uma análise estatística robusta, os resultados demonstraram a viabilidade técnica de ambos os resíduos. A casca de coco destacou-se pelo seu maior poder calorífico (16,44 MJ/kg) e rendimento de fermentação significativamente superior (90,42%) em comparação com o bagaço (12,6 MJ/kg e 83,20%). Ambos os etanois produzidos apresentaram teor alcoólico acima de 93% v/v, combustão limpa e, crucialmente, um teor de enxofre extremamente baixo (<0,12%). A análise multicritério, consolidada em um Índice de Potencial Aditivo (IPA), e os testes estatísticos (teste Z, p<0,05) confirmaram, com 95% de confiança, que ambas as biomassas possuem bom potencial para esta aplicação. Conclui-se que a recuperação desses resíduos por meio do coprocessamento em refinarias é uma estratégia eficaz para promover a economia circular, melhorar a qualidade dos combustíveis fósseis (aumentando a octanagem) e contribuir para a descarbonização do setor de transportes.

Biografias do Autor

  • Pedro Gelson Morais, Universidade Jean Piaget de Angola, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Sonangol, S.A.

    Candidato a Doutoramento em Engenharia Química na PPGEQ/Universidade Federal de Uberlândia. Professor Assistente de Tecnologia de Refinação de Petróleo e Análise de Produtos, com especialização em Refinarias de Petróleo, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola. Investigador em processos industriais, modelação e optimização de processos de refinação, produtos finais, produção de biocombustíveis e Energia de Transição no Centro de Investigação e Desenvolvimento Sonangol, SA, Sumbe, Cuanza Sul, Angola.

  • Adilson Venâncio Martins, Universidade Jean Piaget de Angola

    Engenheiro de Refinação de Petróleos formado pela UJPA e Assistente de Investigação na área de produção de biocombustíveis para a integração de rotas de coprocessamento em refinarias de petróleo na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola.

  • Onésimo Sebastião Fula Francisco, Universidade Jean Piaget de Angola

    Engenheiro de Refinação de Petróleo pela UJPA e Assistente de Investigação na área de produção de biocombustíveis para a integração de rotas de coprocessamento em refinarias de petróleo na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola.

  • Elvis Napoleão Queto Cardoso, Universidade Jean Piaget de Angola

    Engenheiro de Refinação de Petróleo pela UJPA e Assistente de Investigação na área de produção de biocombustíveis para a integração de rotas de coprocessamento em refinarias de petróleo, Sustentabilidade Industrial e Transição Energética na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola.

  • Sónia Marinela da Silva Rêgo de Sousa Paim

    Mestrado em Psicologia Organizacional, licenciado em Economia e Gestão pela UJPA, e Professor Adjunto de Administração de Empresas, Economia e Gestão, e Gestor de Projetos de investigação científica na área da Ciência e Tecnologia na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola.

  • Kavuanda Francisco, Universidade Jean Piaget de Angola

    Engenheiro de Investigação e Produção de Petróleo pela UJPA e Professor Assistente de Engenharia de Reservatórios e Investigador na área de Simulação Computacional e Modelação de Operações Petrolíferas na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola.

  • Lúcia Rafael Funda, Universidade Jean Piaget de Angola

    Engenheiro de Investigação e Produção de Petróleo pela UJPA e Professor Auxiliar de Estatística e Análise de Dados, Engenharia de Gás Natural e Projecto de Engenharia de Petróleo, e Investigador na área de Processos de Engenharia de Produção de Petróleo, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Jean Piaget de Angola, Viana, Kapalanca, Luanda, Angola

  • Jacinta Pinto António, Universidade Jean Piaget de Angola

    Estudante de Engenharia de Refinação de Petróleos na UJPA e estagiário de investigação na área de produção de biocombustíveis para a integração de rotas de coprocessamento em refinarias de petróleo na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Jean Piaget de Angola.

  • Vlademir Pereira, Petroangola

    Engenheiro de Exploração e Produção de Petróleo formado pelo ISPK, Consultor de Estratégia, Analista de Mercado de Petróleo e Gás na Petroangola e Líder de Opinião.

  • Samuel Carlos Victorino, Universidade Jean Piaget de Angola

    Doutorado em Ciências Agrárias, com especialização em Pedologia, pela Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade Christian Albrechts de Kiel – Alemanha; Professor Catedrático de Bioestatística no curso de Medicina Geral da Faculdade de Ciências da Saúde da UniPiaget e no curso de Biologia da Faculdade de Ciências da Universidade Agostino Neto; investigador na aplicação de métodos estatísticos em diversas áreas do conhecimento.

Referências

Aguiar, E. F., & Ximenes, V. L. (2020). Coprocessamento de biomassa: O futuro da indústria de refino de petróleo. RQI, 1(Trimestre), 34–42.

Al-Sahhaf, T., Elkilani, A., & Fahim, M. (2011). Introdução ao refino de petróleo. Elsevier Brasil.

Alvira, P., Tomás-Pejó, E., Ballesteros, M., & Negro, M. J. (2010). Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: A review. Bioresource Technology, 101(13), 4851–4861. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.093

Barros, A. A. C., Wiggers, V. R., Muanza e, P., & Cangue, F. R. (2025). Analysis of biodiesel production process using circular economy principles: A review. Brazilian Journal of Chemical Engineering. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s43153-025-00616-6.

Basu, P. (2010). Biomass gasification and pyrolysis: Practical design and theory. Elsevier.

Cabral, M. M. (2015). Aproveitamento da casca de coco verde para a produção de etanol de segunda geração (Dissertação de mestrado). Universidade Federal de Alagoas.

Cardoso, E. A., et al. (2023). Review of lignocellulosic-based biorefineries: Current aspects. Latin American Journal of Energy Research, 10(1), 67–76.

Chen, N., Jiang, K., Zhao, M., Zhang, C., Jin, Y., & Wu, W. (2024). Pretreatment process of lignocellulosic biomass: A review of pseudo-lignin formation. Biomass and Bioenergy, 189, 107352. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2024.107352

Du, Z., Xu, H., Zhang, X., Bao, X., Zhao, J., Li, H., & He, D. (2025). Identifying key factors for optimizing lignocellulosic ethanol production in Saccharomyces cerevisiae through histone modification perturbations. Biomass and Bioenergy, 193, 107584. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2024.107584

Fengel, D., & Wegener, G. (1989). Wood: Chemistry, ultrastructure, reactions. Walter de Gruyter.

Girio, F. M., Fonseca, C., Carvalheiro, F., Duarte, L. C., Marques, S., & Bogel-Łukasik, R. (2010). Hemicelluloses for fuel ethanol: A review. Bioresource Technology, 101(13), 4775–4800. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.088

Hsu, T. A., Ladisch, M. R., & Tsao, G. T. (1980). Alcohol from cellulose. Chemical Technology, 10(5), 315–319.

Hua, T., Li, F., Huang, Y., Shi, Y., & Hao, X. (2024). Rapid fractionation of pseudo-lignin with high yield by chemical and mechanochemical methods. Industrial Crops and Products, 216, 118499. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.118499

Jung, Y. H., & Kim, K. H. (2017). Evaluation of the main inhibitors from lignocellulose pretreatment for enzymatic hydrolysis and yeast fermentation. BioResources, 12(4), 9348–9356.

Kim, T. H., Kim, J. S., Sunwoo, C., & Lee, Y. Y. (2010). Pretreatment of corn stover by aqueous ammonia. Bioresource Technology, 101(13), 4872–4878. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.09.027

Lin, Y., & Tanaka, S. (2010). Ethanol fermentation from biomass resources: Current state and prospects. Applied Microbiology and Biotechnology, 86(3), 801–814. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2486-7

Liu, Q., et al. (2025). Unveiling the mechanisms of mixed surfactant synergy in passivating lignin-cellulase interactions during lignocellulosic saccharification. Journal of Colloid and Interface Science, 681, 404–415. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.08.081

Lora, E. E. S., & Venturini, O. J. (2012). Biocombustíveis. Interciência.

Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for the determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31(3), 426–428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030

Ministério de Minas e Energia. (1982). Balanço energético nacional. Autor.

Morais, P. G., & Cardoso, E. N. Q. (2023). Prospects for autonomy of Angola's transformation industry with growth in oil refining, meeting the challenges of the world energy transition. Angolan Mineral, Oil & Gas Journal, 4(4), 12–19.

Morais, P. G., Cardoso, E. N. Q., Penelas, A. J., & Paim, J. D. S. (2022a). Production of ethanol from Angola grass and subsidies for its industrialization. Angolan Industry and Chemical Engineering Journal, 2(2). https://doi.org/10.47444/aincej.v2i2.16

Morais, P. G., Cardoso, E. N. Q., & Zacarias, L. F. J. M. (2022b). Evaluation of the additive power of ethanol obtained from Angola grass in direct distillation gasoline samples: Case study of straight run (SR) gasoline produced at Luanda refinery. Petroleum & Petrochemical Engineering Journal, 6(2), Article 000304. https://doi.org/10.23880/ppej-16000304

Ortiz, S., Barros, A. A. C., & Furigo Jr., A. (2014). Extraction and quantification of lipids from brewer's spent grain and its potential for lipase production. In Anais do 20º Congresso Brasileiro de Engenharia Química. Florianópolis, Brasil.

Ortiz, S., Simionatto, E. L., & Barros, A. A. C. (2014). Avaliação da capacidade fermentativa e do crescimento celular da levedura Saccharomyces cerevisiae CCT-3174. In Anais do 20º Congresso Brasileiro de Engenharia Química. Florianópolis, Brasil.

Pandey, A. K., Kaur, H., & Gaur, N. A. (2025). Advanced approaches for mitigating impact of pre-treatment generated inhibitors in lignocellulosic hydrolysates: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 115345.

Phong, H. X., Klanrit, P., Dung, N. T. P., Thanonkeo, S., Yamada, M., & Thanonkeo, P. (2022). High-temperature ethanol fermentation from pineapple waste hydrolysate and gene expression analysis of thermotolerant yeast Saccharomyces cerevisiae. Scientific Reports, 12, 13965. https://doi.org/10.1038/s41598-022-18212-w.

Silva, N. B. M. (2015). Avaliação do bagaço da cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção de bioetanol associado a pré-tratamentos químicos e radiação de micro-ondas (Dissertação de mestrado). Instituto Federal Goiano.

Santiago, B. L. S., & Rodrigues, F. A. (2017). Processamento de biomassa lignocelulósica para produção de etanol: Uma revisão. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 3(7), 1011–1022. https://doi.org/10.18540/jcecvl3iss7pp1011-1022

Talebnia, F., Karakashev, D., & Angelidaki, I. (2010). Production of bioethanol from wheat straw: An overview on pretreatment, hydrolysis and fermentation. Bioresource Technology, 101(13), 4744–4753. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.080

Teferi, D. A., Kassa, M. G., Belachew, M. T., & Erku, E. G. (2025). Biorefinery and valorization strategies for sugarcane bagasse: Integrating food, health, economic, and industrial applications. Food Science & Nutrition, 13(12), e71262. https://doi.org/10.1002/fsn3.71262

Xu, L., Lou, H., Pang, Y., & Qiu, X. (2025). Low-dosage hydrophobically modified copolymers as effective promoters in enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology, 437, 133103. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.133103.

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Publicado

2026-07-04

Edição

Vol. 1 N.º 1 (2026): ESJ - Conhecimento Global, Inovação e Desenvolvimento Sustentável

Secção

Sistemas de Energia e Transição

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