Texto completo
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| Autor(es): |
Gustavo Henrique Santos Florês Ponce
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Tese de Doutorado |
| Imprenta: | Campinas, SP. |
| Instituição: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química |
| Data de defesa: | 2015-11-19 |
| Membros da banca: |
Maria Regina Wolf Maciel;
Viktor Oswaldo Cárdenas Concha;
Mylene Cristina Alves Ferreira Rezende;
Jonas Nolasco Junior;
Júlio Pereira Maia
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| Orientador: | Maria Regina Wolf Maciel |
| Resumo | |
Após certa estagnação e perda dos incentivos da década de 70, a produção de etanol no Brasil retomou seu crescimento após a introdução dos carros bicombustíveis (flex-fuel) em 2003. O Brasil é hoje o segundo maior produtor mundial de etanol por via fermentativa, perdendo apenas para os EUA. Uma maior flexibilidade do processo é obtida quando o açúcar e o etanol são produzidos conjuntamente. Assim, o melaço de cana-de-açúcar, subproduto da fabricação do açúcar, pode ser utilizado para a produção de etanol. Acoplando o fermentador a um método de remoção contínua de inibidor, tal qual a técnica de arraste gasoso, é possível potencializar a utilização do melaço de maneira que maiores concentrações de substrato na alimentação sejam admissíveis, sem que o limiar de toxicidade do etanol no meio seja atingido. Dessa forma, utilizando-se um mosto menos diluído, é possível reduzir custos de separação (destilação, centrifugação) e de projeto, gerando, principalmente, um menor volume de resíduo (vinhaça) frente à quantidade de etanol produzida. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver estudos em escala de laboratório de um processo fermentativo extrativo, consistindo, basicamente, de um fermentador (no qual gases seriam injetados para promover o arraste do etanol) e de um condensador, para recuperação do etanol arrastado. As etapas do trabalho consistiram na simulação computacional do processo (utilizando-se, para tanto, o software comercial Aspen Plus®), que foi útil para encontrar faixas compatíveis de utilização das variáveis; bem como a montagem do protótipo em escala de bancada. Os experimentos de fermentação em batelada, com o acoplamento do condensador, utilizaram Saccharomyces cerevisiae e melaço como substrato. O acompanhamento analítico foi realizado através de análises de açúcares redutores totais, etanol, glicerol e massa seca. Os resultados obtidos mostraram a eficácia da técnica, onde foi possível manter a concentração de etanol no caldo abaixo do limiar de toxicidade (concentrações não maiores que 60 g/L) com um consumo quase que total dos açúcares, mesmo nas mais elevadas concentrações (300 g/L). O condensado, por sua vez, apresentou-se livres de outros compostos orgânicos que não fossem o etanol, sendo que concentrações majoritariamente entre 200-250 g/L foram obtidas. Comparativamente à fermentação em batelada convencional, a técnica mostrou melhorias de produtividade (2,39 a 3,58 g/L.h chegando a um aumento de 43 % em relação à produtividade da fermentação convencional) apresentando ainda maiores taxa de consumo de substrato (5,8 a 7,87 g/L.h chegando a um aumento de 42% em relação ao consumo da fermentação convencional), resultando em um menor tempo de fermentação. Maiores concentrações de açúcares e menores vazões de gases tornaram o processo mais atrativo uma vez que, nessas condições, há menor adição de água na fermentação e um condensado mais concentrado em etanol é alcançado (seletividade variando de 5,19 a 11,34) (AU) | |
| Processo FAPESP: | 12/17706-0 - Desenvolvimento De Um Processo Fermentativo Extrativo De Produção De Etanol Por Arraste Gasoso. |
| Beneficiário: | Gustavo Henrique Santos Flores Ponce |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |