Pesquisadores da WVU desenvolvem tecnologia de hidrogênio para reduzir gases de efeito estufa da indústria de alimentos e bebidas

Uma equipa de investigação da Universidade da Virgínia Ocidental, liderada por Hailin Li, está a desenvolver tecnologia para descarbonizar a indústria alimentar e de bebidas, eliminando potencialmente as emissões de gases com efeito de estufa. (Ilustração WVU/Savana Sanguessuga)

Engenheiros e cientistas da West Virginia University estão desenvolvendo uma caldeira avançada flexível a hidrogênio para ajudar a descarbonizar a indústria de alimentos e bebidas e, eventualmente, eliminar as emissões de gases de efeito estufa.

A tecnologia, proposta por Hailin Li, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Faculdade de Engenharia e Recursos Minerais Benjamin M. Statler, fornecerá energia térmica através da queima de combustível limpo em vez dos combustíveis fósseis tradicionais. Os pesquisadores também trabalharão com as empresas de Morgantown para atingir esses objetivos.

O projeto é financiado por uma doação de US$ 3 milhões do Departamento de Energia dos EUA e é um dos 40 projetos focados na meta do governo Biden de atingir emissões líquidas zero até 2050.

“A indústria alimentar enfrenta o desafio de como diminuir e eventualmente eliminar as emissões de CO2”, disse Li. “Se os líderes da indústria quiserem realmente atingir esse objetivo até 2050, terão de queimar combustível limpo e sem carbono ou consumir eletricidade limpa.”

Tradicionalmente, a indústria alimentar e de bebidas tem consumido eletricidade e calor provenientes de combustíveis fósseis — incluindo o gás natural — que libertam gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o metano. Em resposta, a equipe de Li desenvolveu um forno de combustível flexível que pode queimar hidrogênio puro, uma alternativa mais limpa, para produzir água quente e vapor para processamento de produtos.

No entanto, o hidrogénio ainda não está amplamente disponível, pelo que o forno também pode funcionar com gás natural ou com a sua mistura com hidrogénio em qualquer proporção. Li disse que esta flexibilidade ajudará a colmatar a transição da indústria dos combustíveis fósseis para o hidrogénio à medida que este se torna mais comum e economicamente acessível.

“O objetivo é alimentar uma operação flexível com eficiência de utilização de energia de até 98% e emissões de óxidos de nitrogênio inferiores a três partes por milhão”, disse Li. “Portanto, quando queimarmos o hidrogénio na indústria alimentar, teremos zero emissões de carbono quando o hidrogénio for produzido através do consumo de energia verde.”

Além disso, a equipe de pesquisa da WVU adicionou ao forno um componente que eles chamam de “economizador”.

“O economizador é um dispositivo que pode recuperar o calor residual dos gases de exaustão”, disse Li. “E isso tornará o sistema muito mais eficiente.”

Para estreita colaboração com a indústria alimentícia local, a equipe fez parceria com a Mountaintop Beverage, com sede em Morgantown, uma instalação de fabricação de bebidas assépticas que estende a vida útil de produtos lácteos e alternativas lácteas usando uma tecnologia de processamento térmico. As bebidas são aquecidas a altas temperaturas e passam por rápido aquecimento e resfriamento, o que esteriliza o produto e prolonga sua vida útil em até um ano. A instalação embala e prepara produtos para remessas a escolas e varejistas.

“Queremos ajudar a nossa indústria local desenvolvendo tecnologia para mitigar os seus desafios”, disse Li.

A Mountaintop Beverage fornecerá à WVU acesso às suas instalações para amostragem de dados de operação do forno. Eles também realizarão análises de qualidade e fornecerão informações à indústria sobre a tecnologia da caldeira de hidrogênio à medida que ela for desenvolvida e testada.

Kristen Matak, professora de ciências animais e nutricionais na Faculdade Davis de Agricultura, Recursos Naturais e Design, está auxiliando Li no projeto. Como cientista de alimentos com foco em alimentos de valor agregado, segurança alimentar e controle de qualidade, ela está interessada na segurança e nas consequências sensoriais de métodos alternativos de processamento do leite.

“Sempre que houver alterações nos sistemas de processamento de alimentos, devemos garantir que os impactos que essas alterações causam no produto final continuarão a atender aos requisitos regulatórios relevantes e às boas práticas de fabricação”, disse ela. “Meu papel neste projeto é verificar a segurança e a qualidade do produto final por meio de testes microbianos e análises sensoriais.”