Aplicação de planejamento experimental para a produção de etanol

Abstract

O consumo de energia obtida por combustíveis fósseis tem como consequência diversos tipos de impactos ambientais, principalmente a emissão de dióxido de carbono. O Brasil é um país que tem grande variedade de recursos energéticos e a biomassa é uma matéria-prima encontrada em grande quantidade, que tem a capacidade de produzir combustíveis limpos e que não causam impactos ao meio ambiente quando comparados aos combustíveis petroquímicos. O etanol pode ser produzido por meio de biomassa vegetal e é obtido pelo processo de fermentação alcoólica, pela ação das leveduras sobre os açúcares da biomassa. Neste trabalho, os mostos para realização das reações de fermentação foram obtidos a partir dos frutos do caqui (Diaspyros Kaki L.). Foi utilizado um planejamento experimental 2² + 3 experimentos para melhor interpretação dos resultados e verificação da influência das variáveis de entrada, que foram a concentração de levedura e concentração de ºBrix. A variável de saída estudada foi a concentração de etanol. Foi realizada a análise da cinética fermentativa das reações, com e medição de parâmetros como: pH, temperatura e ºBrix e análise do rendimento, eficiência e conversão. A maior concentração de etanol teórica encontrada foi de 72,774 g.L-1 , quando foi utilizada levedura com concentração de 15 g.L-1 e 20 ºBrix inicial. Os menores valores teóricos de concentração de etanol encontrados foram de 33,58 g.L-1 , quando foram utilizadas leveduras com concentração de 10 g.L1 . Com relação à produtividade, a amostra com 25 ºBrix inicial e levedura com 20 g.L1 foi a que apresentou o melhor resultado, com 51,84 g.L-1 .h-1 . O experimento com 15 ºBrix inicial e levedura 20 g.L-1 foi o que apresentou melhores valores de conversão de etanol e de eficiência, sendo respectivamente 76% e 77,8%. Também foi realizada a análise por infravermelho (IR) dos etanóis produzidos para a validação e comparação com a literatura.