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Desenvolvimento e otimização da produção de etanol de primeira e segunda geração a partir da batata-doce (Ipomoea batatas Lam. (L))

Texto completo
Autor(es):
Kallyana Moraes Carvalho Dominices
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Data de defesa:
Resumo

A busca por fontes limpas e renováveis de energia tem levado ao desenvolvimento de novas tecnologias alternativas aos processos convencionais, tais como o uso dos biocombustíveis. Uma alternativa para a produção de etanol de primeira e segunda geração é o uso de fontes amiláceas e materiais lignocelulósicos como fontes de carbono barato, renovável e sustentável. Levando-se estes pontos em consideração, a batata-doce (Ipomoea batatas) tem sido considerada um substrato promissor para fermentação alcoólica, uma vez que apresenta elevados teores de amido, na faixa de 32 a 70%. As batatas-doces industriais desenvolvidas para a produção de bioenergia são selecionadas por seu maior teor de amido e melhores rendimentos de etanol, como o caso da cultivar `Duda¿. Com isso, o objetivo deste trabalho foi investigar, avaliar e otimizar a produção de etanol de primeira e segunda geração quando proveniente da raiz e das ramas da batata-doce, respectivamente. Para a obtenção de etanol de segunda geração foi realizado um estudo da hidrólise ácida das ramas da batata-doce, com variações nas cargas de sólido [10, 20 e 30% (m/m)], nas concentrações de ácido sulfúrico [1, 2 e 3% (m/v)], nos tempos (15, 30, 60 e 90 minutos) fixando a temperatura em 121°C. Após o estudo realizou-se a otimização utilizando a metodologia de superfície de resposta, obtendo como ponto ótimo as seguintes condições: carga de sólido: 22 % (m/m); concentração de ácido sulfúrico: 2,5% (m/v); tempo: 30 minutos na temperatura de 121°C. Para o estudo da produção de etanol de primeira geração utilizando as raízes da batata-doce, foi realizado um planejamento experimental visando a otimização da duas etapas da hidrólise enzimática, liquefação e sacarificação, avaliando carga de sólidos, dose de enzimas, temperatura e tempo. O ponto considerado ótimo para a etapa de liquefação foi carga de sólido: 15% (m/m), dose de ?-amilase: 0,76% (v/v), temperatura: 79 °C e tempo: 89 minutos. A partir deste foi realizado a otimização da etapa de sacarificação, definida pela condição: Dose de amiloglucosidase: 0,50% (v/v), temperatura: 50°C e tempo: 40 minutos. Nestas condições, obteve-se concentrações de 172,22 g/L de glicose, 21,04 g/L de sacarose, 53,59 g/L de frutose e 9,05 g/L de celobiose. Assim, foi possível observar a viabilidade da utilização da batata-doce para a produção de etanol de primeira e segunda geração, o que possibilitaria o incremento da produção de biocombustíveis a partir de fontes renováveis e sustentáveis (AU)

Processo FAPESP: 08/57873-8 - Um processo integrado para produção total de bioetanol e emissão zero de CO2
Beneficiário:Rubens Maciel Filho
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático