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Tipo: Monografia
Título: Avaliação da produção de bioetanol a partir do caldo obtido de uma mistura de resíduos de frutas utilizando a levedura Wickerhamomyces sp. UFFS-CE-3.1.2
Autor(es): Zanivan, Jessica
Primeiro Orientador: Treichel, Helen
Primeiro coorientador: Fongaro, Gislaine
Primeiro membro da banca: Alves Júnior, Sérgio Luiz
Segundo membro da banca: Hartmann, Marilia Teresinha
Resumo: O emprego de resíduos de frutas provenientes do consumo doméstico para a produção de bioetanol é uma perspectiva de inovação que garante o emprego de uma biomassa de baixo custo, gerada em grandes quantidades, e que possui açúcares prontamente disponíveis em sua composição, o que dispensa processos complexos de pré-tratamento e hidrólise do material, assemelhando-se a sistemas de produção de bioetanol de primeira geração. Neste estudo, as condições ideais de extração de açúcares foram determinadas por meio de um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 2 2 , avaliando os efeitos da temperatura e da relação sólido/líquido (S:L) no processo. O caldo extraído nas condições otimizadas foi empregado como meio fermentativo para a produção de bioetanol utilizando a levedura Wickerhamomyces sp. UFFS-CE-3.1.2. A influência da suplementação do caldo extraído da mistura de resíduo de frutas também foi investigada com duas diferentes fontes de nitrogênio (extrato de levedura e ureia) na produção de bioetanol. Além disso, um estudo preliminar da fermentação alcoólica em um biorreator foi desenvolvido a fim de identificar a possibilidade de ampliação de escala. A condição ideal de extração de açúcares foi determinada utilizando 12% (mseca v -1 ) de uma mistura de resíduos de frutas e agitação mecânica a 100 rpm e 25°C por 5 minutos, conforme resultado do planejamento experimental, e também considerando o volume de caldo obtido pósfiltração. A fermentação sem adição de fonte de nitrogênio resultou em uma produção de bioetanol de 23,18 ± 0,47 g L-1 em apenas 9 horas de processo fermentativo. Embora a suplementação do caldo de resíduo de frutas com extrato de levedura não tenha aumentado a produção de bioetanol (24,72 ± 0,07 g L-1 ), a redução do tempo fermentativo em 3 horas é um resultado promissor, por otimizar o processo. Em contrapartida, a adição de ureia ao meio fermentativo resultou em uma menor produção de bioetanol (18,31 ± 0,25 g L-1 ), possivelmente ocasionada pelo desvio metabólico das leveduras para a produção de outros biocompostos. O aumento do volume fermentativo em biorreator levou a uma produção de bioetanol (20,8 g L1 ) similar à obtida em frascos, sendo um indicativo positivo da possibilidade de ampliação de escala. Este estudo destaca a potencialidade do uso de resíduos de fruta como um método sustentável a ser explorado na aceleração da cadeia produtiva de bioetanol.
Abstract/Resumen: The use of fruit residues from domestic consumption for bioethanol production is an innovative perspective that guarantees low-cost biomass, generated in large quantities, that have sugars readily available in their composition and do not require complexes processes of pretreatment and hydrolysis, resembling first-generation bioethanol production systems. In this study, the ideal conditions for sugar extraction were determined using a Central Rotational Composite Design (CRCD) 22 , evaluating the temperature and the solid/liquid ratio (S:L) effects on the process. The juice extracted by the optimized conditions was used as a fermentation medium for the bioethanol production using the yeast Wickerhamomyces sp. UFFS-CE-3.1.2. The supplementation influence of the juice extracted from the fruit residue mixture was also investigated with two different nitrogen sources (yeast extract and urea) in the bioethanol production. Furthermore, a preliminary study of alcoholic fermentation in a bioreactor was developed to identify the possibility of scaling up. The ideal condition for sugars extraction was determined using 12% (wdried v -1 ) of a fruit residue mixture and mechanical stirring at 100 rpm and 25 ° C for 5 minutes, resulting from experimental planning analysis also considering the juice volume obtained after filtration. Fermentation without nitrogen source addition resulted in a bioethanol production of 23.18 ± 0.47 g L-1 in just 9 hours of the fermentation process. Although the juice fruit residues supplementation with yeast extract did not increase bioethanol production (24.72 ± 0.07 g L-1 ), fermentation time reduction in 3 hours is a promising result because it optimizes the process. However, the urea addition of on fermentation medium resulted in a lower bioethanol production (18.31 ± 0.25 g L-1 ), possibly caused by the yeast metabolic deviation for the other biocomposites production. The fermentative volume increase in the bioreactor results in a similar bioethanol production (20.8 g L-1 ) obtained in Erlenmeyer, being a positive indication of the scale expansion possibility. This study highlights the potential fruit residues uses as a sustainable method to be explored for accelerating the bioethanol production chain.
Palavras-chave: Biocombustíveis
Extração de açúcares
Fontes de nitrogênio
Resíduo de fruta
Sustentabilidade
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Erechim
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/4062
Data do documento: 2020
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