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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja
metadata.dc.creator: Romão, Betânia Braz
metadata.dc.contributor.advisor1: Resende, Miriam Maria de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Cardoso, Vicelma Luiz
metadata.dc.contributor.referee1: Reis, Miria Hespanhol Miranda
metadata.dc.contributor.referee2: Ferreira, Juliana de Souza
metadata.dc.contributor.referee3: Sousa Júnior, Ruy de
metadata.dc.description.resumo: A fabricação de preparados de soja ricos em proteínas isentos de oligossacarídeos flatulentos como rafinose e estaquiose gera um efluente que apresenta quantidades consideráveis de carboidratos. Nos últimos anos vem se observando no mundo um grande interesse pela utilização de resíduos agrícolas na obtenção de combustíveis renováveis, tais como o bioetanol. Dessa forma, no presente trabalho estudou-se o aproveitamento deste resíduo denominado de melaço de soja em processos de hidrólise ácida seguida de fermentação submersa por Saccharomyces cerevisiae. Avaliou-se a influência do tipo de ácido, do pH e da pressão absoluta de hidrólise na resposta rendimento de etanol e concentração de açúcar total residual por meio de um planejamento fatorial, no qual o pH variou de 3 a 5, a pressão absoluta variou de 1 a 2 atm e os ácidos estudados foram sulfúrico, clorídrico e nítrico. Fixouse o tempo de hidrólise em 20 min, a diluição do melaço em 1:4 (250 gmelaço/1000 gmeio) e o tempo de fermentação em 12 horas para o ácido nítrico e 14 para os ácidos clorídrico e sulfúrico com base nos testes preliminares realizados. Os experimentos ocorreram em um reator batelada Appplikon com volume útil de 1,5 L, velocidade de agitação de 230 rpm e concentração de inóculo de 30 g/L sendo o volume de inóculo 30% do volume total. Os resultados do planejamento fatorial mostraram que para todos os ácidos estudados os pontos centrais de pH (4) e pressão (1,5 atm) foram os que apresentaram maior rendimento de etanol sendo 46% para o ácido sulfúrico, 48% para o ácido clorídrico e 54% para o ácido nítrico. Analisando a curva de contorno definiu-se a condição ótima de trabalho para pH (4,5) e pressão (1,5 atm) por satisfazer a hidrólise e a fermentação . Como o ácido nítrico foi o que apresentou melhor rendimento de etanol realizou-se um teste para avaliar a concentração de inóculo na fermentação e as concentrações testadas foram 25, 30, 35, 40 e 45 g/L. A concentração escolhida foi de 35 g/L com um rendimento de 57 %. Definidas todas as condições, fez-se uma cinética para avaliar o tempo de fermentação e as condições foram pH de hidrólise e fermentação 4,5, pressão absoluta de hidrólise 1,5 atm, temperatura da fermentação 35 ± 0,5 ºC, agitação 230 rpm e concentração de inóculo de 35 ± 0,2 g/L. A estabilização da produção de etanol ocorreu com 14 horas de fermentação apresentando um rendimento em relação ao açúcar inicial de 62 % . Avaliou-se a fermentação do melaço de soja mais concentrado retirando o etanol através de um evaporador rotativo e fermentando novamente o caldo resultante. Após três fermentações o rendimento obtido em relação ao açúcar total consumido foi de 73%
Abstract: The manufacture of soybean preparations rich in protein free of flatulent oligosaccharides as raffinose and stachyose generates an effluent that has considerable amounts of carbohydrates. In recent years the world has been watching a great interest in the use of agricultural residues in obtaining renewable fuels such as bioethanol. In the present work the use of this residue called molasses soybean was studied in processes of acidic hydrolysis followed by submerged fermentation by Saccharomyces cerevisiae. It was evaluated the influence of acid type, pH, and the absolute pressure of hydrolysis in ethanol yield and concentration of residual total sugar using a factorial design in which the pH ranged from 3 to 5, the absolute pressure ranged from 1 to 2 atm and acids studied were sulfuric, hydrochloric and nitric. Settled the hydrolysis time of 20 min, in 1:4 dilution of molasses (250 gmelaço/1000 gmeio) and fermentation time of 12 hours for the nitric acid and for 14 hours foil the sulfuric and hydrochloric acids on the basis of preliminary tests performed. The experiments occurred in a batch reactor Appplikon useful volume of 1.5 L, agitation speed 230 rpm and inoculum concentration 30 g/L with the volume of inoculum 30% of the total volume. The results of the factorial design showed that for all acids studied the central points of pH (4) and pressure (1.5 atm) were those with the highest ethanol yield being 46% for sulfuric acid, 48% for hydrochloric acid and 54% for nitric acid. Analyzing the contour curve defined the optimal working conditions for pH (4.5) and pressure (1.5 atm) to satisfy the hydrolysis and fermentation. As nitric acid showed the best ethanol yield was carried out a test to measure the concentration of inoculum in the fermentation and the concentrations tested were 25, 30, 35, 40 and 45 g/L. The chosen concentration was 35 g/L with a yield of 57%. Set all the conditions, it was carried out a kinetic study to assess for fermentation time and conditions were pH 4.5 hydrolysis and fermentation, absolute pressure of 1.5 atm hydrolysis, fermentation temperature 35 ± 0.5 °C shaker 230 rpm, inoculum concentration of 35 ± 0.2 g / L. The stabilization of ethanol production ocurred around ran 14 hours of fermentation with ethanol yield in relation to the initial sugar 62%. The soybean molasses fermentation was evaluated by removing the more concentrated ethanol in a rotary evaporator and fermenting the juice again. After three fermentations, ethanol yield in relation to the total sugar consumed was 73%.
Keywords: Hidrólise ácida
Melaço de soja
Etanol
Acidic hydrolysis
Soybean molasses
Ethanol
Hidrólise
Álcool
Soja
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: ROMÃO, Betânia Braz. Produção de etanol por hidrólise ácida de melaço de soja. 2011. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15167
Issue Date: 19-Jul-2011
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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