Publicação
Produção de bioetanol a partir de um resíduo orgânico proveniente da central de compostagem da LIPOR
| Resumo: | Este trabalho teve como objectivo produzir bioetanol a partir de um resíduo orgânico proveniente da central de compostagem da LIPOR. A escolha do referido resíduo surgiu como possibilidade de valorizar este produto, caso fosse uma alternativa mais interessante para o escoamento do mesmo. O procedimento experimental envolveu distintas etapas, tais como, trituração da matéria-prima, pré-tratamento, hidrólise enzimática, fermentação dos açúcares e determinação da conversão dos açúcares a etanol por fermentação. Para a optimização do pré-tratamento, a amostra foi submetida a quatro tratamentos prévios distintos: hidrólise ácida, hidrólise alcalina, organosolv e hidrotermólise. A hidrotermólise foi estudada sob duas condições operatórias de pressão (16 bar e atmosférica). A partir da análise dos resultados obtidos concluiu-se que a hidrólise alcalina é o processo que resultou numa maior capacidade de produção de glucose (89,2%). As condições utilizadas neste processo foram 200 mL de uma solução hidróxido de sódio a 10% para 20 g de biomassa, à pressão de 2 bar, a uma temperatura de 124 ºC e um tempo de contacto de 6 minutos. Para a optimização da hidrólise, desenvolveu-se um planeamento factorial 22, ou seja, com dois níveis e dois factores, realizando-se duas réplicas nos vértices e três réplicas no centro, com vista a optimizar as condições experimentais: temperatura e razão volume de enzima/ quantidade de biomassa, que conduziram à maior concentração de açúcares totais, e consequentemente à maior produção de etanol. Para isso realizaram-se no total 11 ensaios, dos quais 8 correspondem a condições nos vértices e 3 no centro. A análise dos açúcares foi efectuada a partir de 3 técnicas analíticas: refractometria, espectrofotometria UV-Vis e HPLC. Pela análise dos resultados do planeamento, conclui-se que se enquadrou o óptimo. As melhores condições usadas foram respectivamente: temperatura = 65 ºC e razão volume de enzima/quantidade de biomassa 5 mL/100 g. Estas condições foram usadas na optimização das etapas posteriores (fermentação e destilação). Relativamente à eficiência média da hidrólise, o valor obtido foi de 84,5%. Este encontra-se próximo do valor teórico esperado (88%). A eficiência média da fermentação foi de 59,4%, sendo a massa média de etanol obtida de 1,9 g (obtido a partir de uma massa média de 7,39 g de celulose e hemicelulose), para um máximo teórico de 3,32 g. A justificação para este baixo valor de eficiência, poderá dever-se à inexistência de ar em quantidade suficiente ou à baixa actividade das leveduras. |
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| Autores principais: | Vieira, Sara Soares |
| Assunto: | Bioetanol Biomassa Destilação Fermentação Hidrólise enzimática Pré-tratamento |
| Ano: | 2009 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico do Porto |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
| Resumo: | Este trabalho teve como objectivo produzir bioetanol a partir de um resíduo orgânico proveniente da central de compostagem da LIPOR. A escolha do referido resíduo surgiu como possibilidade de valorizar este produto, caso fosse uma alternativa mais interessante para o escoamento do mesmo. O procedimento experimental envolveu distintas etapas, tais como, trituração da matéria-prima, pré-tratamento, hidrólise enzimática, fermentação dos açúcares e determinação da conversão dos açúcares a etanol por fermentação. Para a optimização do pré-tratamento, a amostra foi submetida a quatro tratamentos prévios distintos: hidrólise ácida, hidrólise alcalina, organosolv e hidrotermólise. A hidrotermólise foi estudada sob duas condições operatórias de pressão (16 bar e atmosférica). A partir da análise dos resultados obtidos concluiu-se que a hidrólise alcalina é o processo que resultou numa maior capacidade de produção de glucose (89,2%). As condições utilizadas neste processo foram 200 mL de uma solução hidróxido de sódio a 10% para 20 g de biomassa, à pressão de 2 bar, a uma temperatura de 124 ºC e um tempo de contacto de 6 minutos. Para a optimização da hidrólise, desenvolveu-se um planeamento factorial 22, ou seja, com dois níveis e dois factores, realizando-se duas réplicas nos vértices e três réplicas no centro, com vista a optimizar as condições experimentais: temperatura e razão volume de enzima/ quantidade de biomassa, que conduziram à maior concentração de açúcares totais, e consequentemente à maior produção de etanol. Para isso realizaram-se no total 11 ensaios, dos quais 8 correspondem a condições nos vértices e 3 no centro. A análise dos açúcares foi efectuada a partir de 3 técnicas analíticas: refractometria, espectrofotometria UV-Vis e HPLC. Pela análise dos resultados do planeamento, conclui-se que se enquadrou o óptimo. As melhores condições usadas foram respectivamente: temperatura = 65 ºC e razão volume de enzima/quantidade de biomassa 5 mL/100 g. Estas condições foram usadas na optimização das etapas posteriores (fermentação e destilação). Relativamente à eficiência média da hidrólise, o valor obtido foi de 84,5%. Este encontra-se próximo do valor teórico esperado (88%). A eficiência média da fermentação foi de 59,4%, sendo a massa média de etanol obtida de 1,9 g (obtido a partir de uma massa média de 7,39 g de celulose e hemicelulose), para um máximo teórico de 3,32 g. A justificação para este baixo valor de eficiência, poderá dever-se à inexistência de ar em quantidade suficiente ou à baixa actividade das leveduras. |
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Atividades financiadas
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