Pesquisadores da Faculdade de Agricultura, Alimentação e Meio Ambiente Martin-Gatton (CAFE) da Universidade de Kentucky estão transformando uma das maiores e mais rápidas indústrias do estado em uma improvável fonte de energia renovável.

Em um estudo publicado no Journal of Environmental Management , a equipe descobriu que a vinhaça — um subproduto residual da produção de bourbon e uísque — tem o potencial de ser um fornecimento de energia sustentável.

A equipe de pesquisa foi liderada por Tyler Barzee, professor assistente de Biossistemas e Engenharia Agrícola (BAE) e membro do corpo docente do Instituto James B. Beam para Bebidas Alcoólicas do Kentucky (JBBI) do Reino Unido; Czarena Crofcheck, professora de BAE e membro do corpo docente do JBBI; e a pesquisadora de pós-graduação Danielle Hockensmith.

A vinhaça, que permanece depois que os grãos são destilados em bourbon, tem sido tradicionalmente usada como ração para o gado. No entanto, a população de gado do Kentucky atingiu seu ponto mais baixo desde 1962, enquanto a produção de bourbon deve dobrar nos próximos cinco anos. Esse desequilíbrio levou as destilarias a buscar maneiras alternativas de gerenciar o aumento da vinhaça.

É aqui que a digestão anaeróbica, um processo que transforma matéria orgânica em gás natural renovável usando microrganismos sem oxigênio, desempenha um papel.

"A lavoura vem se acumulando, e simplesmente não há gado suficiente para consumir tudo", disse Crofcheck. "Então, as destilarias estão começando a explorar novas maneiras de usar esse material, e a energia renovável é uma das soluções mais promissoras."

A pesquisa da equipe analisou como a composição da vinhaça de bourbon — afetada pelos diferentes grãos usados na produção — impacta a quantidade de gás natural renovável gerado. A produção de uísque e bourbon envolve uma variedade de mash bills (combinações de grãos como milho, centeio, cevada e trigo).

Os pesquisadores descobriram que essas diferenças alteram significativamente a saída de biogás durante a digestão anaeróbica. Essa descoberta fornece às destilarias insights críticos sobre como seus subprodutos podem ser eficientemente transformados em energia, com cada tipo de mash bill produzindo diferentes níveis de metano e dióxido de carbono.

Embora esse processo seja comum no gerenciamento de resíduos para a agricultura e indústrias de tratamento de águas residuais, ele ainda é relativamente novo para a indústria de bourbon do Kentucky. Algumas grandes destilarias estão liderando o caminho ao incorporar digestores anaeróbicos para converter sua vinhaça em gás natural renovável. Os benefícios são duplos: as destilarias podem usar o gás para suas operações, reduzindo sua dependência de energia externa e diminuindo os custos de descarte de resíduos.

Os pesquisadores notaram que o gás pode ser usado de várias maneiras, incluindo abastecer caminhões, aquecer casas ou gerar eletricidade. Isso cria uma oportunidade valiosa para as destilarias cortarem custos de energia e se tornarem mais autossuficientes. Algumas destilarias estão explorando a possibilidade de usar seu gás renovável para alimentar suas operações, como caldeiras a vapor, que são essenciais para a produção.

"Este estudo mostra que as destilarias não só podem ajudar a aliviar o fardo ambiental do excesso de vinhaça, mas também podem criar um sistema circular onde o desperdício se transforma em combustível", disse Barzee. "Esta é uma solução local que pode posicionar Kentucky como líder tanto em bourbon quanto em energia renovável."

O projeto também destaca o impacto mais amplo que a produção de energia baseada em vinhaça pode ter. Os pesquisadores calcularam o rendimento potencial de energia dos resíduos de destilaria como parte do estudo. Se implementada em escala, a digestão anaeróbica pode fornecer energia significativa, equivalente a abastecer operações inteiras de destilaria ou instalações vizinhas. Ela também pode ser atualizada para gás natural renovável, um gás de qualidade de gasoduto que pode substituir o gás natural convencional.

Hockensmith, que trabalhou no projeto como parte de sua pesquisa de mestrado, pessoalmente coletou e analisou 14 amostras diferentes de vinhaça de destilarias do Kentucky. Esse esforço prático proporcionou uma compreensão profunda da composição química dos subprodutos e seu potencial para produção de energia.

O trabalho já está chamando a atenção de grandes destiladores, e Kentucky pode em breve ver um aumento em digestores dedicados ao processamento de vinhaça de bourbon. Além de destilarias individuais, a pesquisa abre portas para centros regionais onde produtores menores podem contribuir com vinhaça para digestores centralizados, criando uma rede de produção de energia renovável .