Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/16021| Tipo: | TCC |
| Título: | Estudo das etapas de pré-tratamento e hidrólise enzimática de palha de cana-de-açúcar visando a produção de etanol de segunda geração. |
| Autor(es): | Marinho, Cybelle Crystinne do Prado |
| Primeiro Orientador: | Vasconcelos, Solange Maria de |
| Resumo: | As preocupações ambientais têm estimulado a busca pela redução de gases de efeito estufa e o interesse pelo desenvolvimento de biocombustíveis que possam substituir os combustíveis fósseis. Com isso, a produção do etanol derivado de biomassas renováveis, como a palha de cana-de-açúcar, tem se tornando uma matéria-prima potencial por ser abundante, disponível e sua utilização não compromete a segurança alimentar. Neste trabalho, o objetivo foi realizar um estudo de pré-tratamento e de hidrólise enzimática da palha de cana-de-açúcar visando a produção de etanol de segunda geração. Em uma primeira etapa do trabalho foi realizada o prétratamento da palha de cana-de-açúcar com ácido sulfúrico diluído, utilizando um planejamento fatorial, no qual foram analisados os fatores: concentração de H2SO4 (0,1 M, 0,2 M e 0,3 M), temperatura (60, 80 e 100 °C) e tempo (20, 40 e 60 min). Na segunda etapa realizou-se a hidrólise enzimática, empregando a enzima comercial Cellulase Blend (SAE 0020) da Sigma- Aldrich®, nas seguintes condições: 50 ºC, agitação constante de 150 rpm em shaker agitador, pH 4,8 em tampão citrato de sódio. Na hidrólise enzimática avaliou-se a influência das concentrações de substrato (palha pré-tratada) e de enzima, seguindo um planejamento fatorial 22, com três pontos centrais, totalizando 7 experimentos. Para o estudo da hidrólise, utilizou-se como substrato a fração sólida obtida na condição de pré-tratamento com H2SO4 0,3 M; 60 min e 100 ºC (condição que liberou a maior concentração de açúcar redutor e apresentou maiores modificações, quando analisada pelo método FTIR). Quanto ao estudo de pré-tratamento, observou-se que a concentração de açúcar redutor (AR) variou de 2,90 a 15,90 g/L. A análise estatística dos resultados através do software Statistica (Statsoft 7.0) mostrou que o modelo codificado que representa a liberação de AR foi estatisticamente significativo a 95% de confiança. A solubilização dos componentes da palha aumentou à medida que se elevou a severidade do processo, ou seja, com a maior concentração de ácido e maiores temperatura e tempo. No caso da hidrólise enzimática, observou-se que as concentrações de açúcares redutores liberados foram praticamente constantes entre 48 e 72 horas, assim, decidiu-se avaliar a sua eficiência em função de açúcares redutores liberados, no tempo de 48 horas. Os resultados obtidos mostraram que as maiores concentrações de açúcares redutores foram de 12,84 e 15,51 g/L, que corresponde às condições nas quais se utilizou maior carga de fração sólida (substrato), sendo de 10% (m/v). Através da análise estatística verificou-se que a concentração de substrato e a interação entre a concentração de substrato e concentração de enzima foram os fatores estatisticamente significativos a 95% de confiança, sendo o modelo de primeira ordem que representa a concentração de AR, preditivo e significativo. |
| Abstract: | Environmental concerns have encouraged the search for greenhouse gas reduction and interest in the development of biofuels that can replace fossil fuels. As a result, ethanol production from renewable biomass such as sugarcane straw has become a potential raw material because it is abundant, available and its use does not compromise food security. The present work had as objective the study of the pretreatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane straw in order the production of second generation ethanol. In the first stage of the work, the sugarcane straw was pretreated with dilute sulfuric acid, carried out according to factorial design, in which the following variables were analyzed: H2SO4 concentration (0.1 M, 0.2 M and 0.3 M), temperature (60, 80 and 100 ° C) and time (20, 40 and 60 minutes). In the second stage, enzymatic hydrolysis was performed using the commercial enzyme Cellulase Blend (SAE 0020) from Sigma- Aldrich® under the following conditions: 50 °C, with 150 rpm in a rotatory shaker, pH 4.8 in sodium citrate buffer. In the study of enzymatic hydrolysis were evaluated the influences of substrate (pretreated straw) and enzyme concentrations. The hydrolysis was performed according a factorial design 22, with three central points, totaling 7 experiments. In the hydrolysis study, the solid fraction obtained from the pretreatment in the condition of 0.3 M H2SO4, 60 minutes and 100 ºC was used as substrate (condition that released the highest concentration of reducing sugar and presented greater modifications when analyzed by the FTIR method). In relation to the pretreatment, it was observed that the concentration reducing sugar (RA) ranged from 2.90 to 15.90 g/L. Statistical analysis of the results using the Statistica software (Statsoft 7.0) showed that the coded model representing RA release was statistically significant at 95 % confidence. Solubilization of the straw components increased with the process severity, that is, with the highest acid concentration and higher temperature and time. In the case of enzymatic hydrolysis, it was observed that the concentrations of released reducing sugars were practically constant between 48 and 72 hours, so it was decided to evaluate their efficiency as a function of released reducing sugars in 48 hours. The results showed that the highest concentrations of reducing sugars were 12.84 and 15.51 g/L, corresponding to the conditions in which a higher solid fraction load (substrate) was used, being 10 % (w/v). Statistical analysis showed that substrate concentration and interaction between substrate concentration and enzyme concentration were the statistically significant factors at 95% confidence. The first-order model represents the RA concentration, was predictive and significant. |
| Palavras-chave: | Produção de etanol Biomassa Palha de cana-de-açúcar Pré-tratamento Etanol 2g |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Tecnologia Sucroalcooleira |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
| URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/16021 |
| Data do documento: | 26-Set-2019 |
| Aparece nas coleções: | CTDR - TCC - Tecnologia em Produção Sucroalcooleira |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| CCPM09102019.pdf | 2,01 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma
Licença Creative Commons
