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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Avaliação e caracterização agroindustrial do sorgo sacarino visando a produção de etanol
metadata.dc.creator: Fernandes, Gislaine
metadata.dc.contributor.advisor1: Cardoso, Vicelma Luiz
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Parrella, Rafael Augusto da Costa
metadata.dc.contributor.referee1: Melo, Claudia Maria Tomás
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro, Eloizio Julio
metadata.dc.contributor.referee3: Silva, Meuris Gurgel Carlos da
metadata.dc.contributor.referee4: Guidini, Carla Zanella
metadata.dc.description.resumo: Dentre as diversas matérias-primas renováveis disponíveis para produção de etanol, especial destaque vem sendo dado ao sorgo sacarino, pois o caldo extraído de seus colmos é composto por sacarose, glicose, frutose e podem, portanto, ser facilmente fermentados para produção de etanol. Neste trabalho avaliou-se o comportamento das concentrações de açúcares (sacarose, glicose e frutose), nutrientes (N, Ca, Mg, P) e amido no caldo do sorgo sacarino de 4 cultivares desenvolvidas pela Embrapa Milho e Sorgo (BRS 506, BRS 507, BRS 509, BRS 511) durante o seu período de maturação. Foi determinado também o período de utilização industrial, a produtividade dos colmos e a produção de etanol utilizando o caldo de sorgo sacarino em diferentes épocas de plantio. As cultivares apresentaram diferentes concentrações de açúcares, período útil industrial e produtividades entre si e entre as épocas de plantios, evidenciando influência das condições climáticas e das características de cada cultivar. Todas as cultivares apresentaram comportamentos similares com relação aos teores de nutrientes que foram caracterizados pela diminuição da concentração de nutrientes ao longo do período analisado e aumento na concentração de amido. Após 8 horas de fermentação alcoólica do caldo das cultivares, verificou-se que a cultivar BR 508 apresentou o melhor desempenho em termos de produtividade (9,0g/L.h) e rendimento (YP/ART = 90,5%). Também verificou-se a viabilidade do congelamento do caldo do sorgo sacarino e foi observado que após 30 dias, os teores de açúcar total sofreram redução em suas concentrações. Foram feitas caracterizações dos teores de açúcares em diferentes partes dos colmos para as quatro cultivares e constatouse que maiores concentrações de açúcar total encontram-se na base dos colmos. Foram realizadas fermentações alcoólicas a fim de avaliar o efeito da adição de nutrientes e de agitação durante a fermentação e verificou-se que estes dois parâmetros não acrescentavam ganhos durante a fermentação. Fermentaram-se caldos de sorgo sacarino com diferentes concentrações de açúcares, de forma comparativa com o caldo de açúcar, afim de avaliar o efeito de diferentes concentrações de açúcar total (160, 180, 220, 260 e 300 g/L) no rendimento da fermentação. Foi verificado que com o aumento da concentração de açúcar não houve aumento na produção de etanol para as concentrações de 160, 180, 220 e 260 g/L e houve redução para a concentração de 300 g/L, mostrando inibição na produção de etanol quando utilizou-se caldo com maior concentração inicial de açúcar e verificou-se que o rendimento e a produtividade em 8 h de fermentação para o caldo de sorgo foi de 0,8 a 4,8 % e de 2 a 3,7 % superior as fermentações do caldo de cana nas mesmas condições. Foram feitas avaliações da utilização da enzima a-amilase e amiloglicosidase na hidrólise enzimática do amido presente no caldo do sorgo sacarino. Verificou-se que a ação conjunta da adição das duas enzimas no caldo proporcionou uma maior hidrólise do amido presente no caldo do sorgo sacarino, com aumento de 1,67 litros de etanol para cada tonelada de sorgo processada.
Abstract: Among the various renewable feedstocks available for ethanol fuel production, special emphasis has been given to sweet sorghum because the extracted juice of its stalk is composed of sucrose, glucose, fructose and can therefore be easily fermented to produce ethanol. In this paper we evaluate the behavior of the concentrations of sugars (sucrose, glucose, and fructose), nutrients (N, Ca, Mg, P) and starch in the juice from four sweet sorghum cultivars developed by Embrapa Maize and Sorghum (BRS 506, BRS 507, BRS 509, BRS 511) during time of maturation. The industrial use period was also determining the yield of cane and ethanol production using sweet sorghum juice in different planting dates. The cultivars showed different concentrations of sugars, industrial use period, and productivity between them as well as between the ages of plantings, showing influence of climatic conditions and the characteristics of each cultivar. All cultivars showed similar behavior with regard to nutrient content which were characterized by decreased concentration of nutrients throughout the analysis and increase in starch period. After fermenting both cultivars for 8 hours, it was found that cultivar BR 508 showed the best performance in terms of productivity (9.0 g/Lh) and yield (YP/ART = 90.5 %). Also, the feasibility of freezing the juice of sweet sorghum was verified and it was observed that after 30 days the levels of total sugars were reduced in their concentrations. Characterizations of sugar content were made in different parts of the stalk for the four cultivars and found that higher concentrations of total sugars are at the base of the stalk. Fermentations of the sorghum cultivars was carried out in order to evaluate the effectiveness of nutrient addition and stirring during fermentation process, which found that these two parameters did not add gains during fermentation. The fermented broths with different concentrations of sorghum sugar , in comparison with the juice of sugar, in order to evaluate the effect of different concentrations of total sugar (160, 180, 220, 260, and 300 g/L) yield the fermentation. It was found that with increasing sugar concentration, it did not increase the production of ethanol to concentrations of 160, 180, 220, and 260 g/L and the concentration was reduced to 300 g/L, showing inhibition on ethanol production when using sorghum broth with increased initial concentration of sugar and it has been found that yield and productivity in 8 hours of fermentation broth for the sorghum was from 0.8 to 4.8% and from 2 to 3.7% higher fermentations sugarcane juice under the same conditions. Reviews the use of enzyme a-amylase and amyloglucosidase the enzymatic hydrolysis of the juice in the juice of this sweet sorghum starch were made. It was noticed that the joint action of the addition of the two enzymes in the broth provided greater hydrolysis of starch present in the juice of sweet sorghum, an increase of 1.67 gallons of ethanol per ton of processed sweet sorghum .
Keywords: Sorgo sacarino
Etanol
Curva de maturação
Cultivar BRS 506
Cultivar BRS 508
Cultivar BRS 509
Cultivar BR 511
Fermentação alcoólica
Sweet sorghum
Maturation curve
Alcoholic fermentation
Álcool
Fermentação
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: FERNANDES, Gislaine. Avaliação e caracterização agroindustrial do sorgo sacarino visando a produção de etanol. 2014. 199 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15074
Issue Date: 3-Jun-2014
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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