Título: AVALIAÇÃO DE DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS NA HIDRÓLISE ENZIMÁTICA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL

Título alternativo: EVALUATION OF DIFFERENT OPERATIONAL CONDITIONS IN ENZYMATIC HYDROLYSIS FOR ETHANOL PRODUTION

Autoria de: Rodrigo Goncalves

Orientação de: Luciano Jacob Correa

Presidente da banca: Luciano Jacob Corrêa

Primeiro membro da banca: Juliano Elvis de Oliveira

Segundo membro da banca: João Moreira Neto

Palavras-chaves: Bagaço de cana-de-açúcar, Hidrólise enzimática, Carga de enzimas, Carga de sólidos, Concentração de glicose

Data da defesa: 25/06/2019

Semestre letivo da defesa: 2019-1

Data da versão final: 27/06/2019

Data da publicação: 27/06/2019

Referência: Goncalves, R. AVALIAÇÃO DE DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS NA HIDRÓLISE ENZIMÁTICA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL. 2019. 44 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.

Resumo: O aproveitamento de resíduos agrícolas é visto como uma alternativa promissora para produção de biocombustíveis, visando tanto aspectos ambientais quanto econômicos. Dentre as biomassas lignocelulósicas de maior importância e disponibilidade no território nacional, o bagaço de cana-de-açúcar (BCA) ocupa uma posição de destaque no que tange a produção de etanol de segunda geração. Esta produção envolve algumas etapas adicionais em relação ao processo de produção do etanol de primeira geração, trazendo alguns desafios em relação a viabilidade técnica e econômica da produção em larga escala do etanol celulósico. Uma das etapas desafiadoras e fundamentais na produção de etanol lignocelulósico é a hidrólise enzimática, etapa onde tem-se a conversão dos polissacarídeos presentes na biomassa em açúcares fermentescíveis que posteriormente, na fermentação, são convertidos a etanol. Um dos principais desafios envolve a otimização da hidrólise, neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo realizar o estudo de diferentes condições operacionais na hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado pelo método de explosão a vapor. Neste estudo, foram analisados os efeitos na hidrólise enzimática de duas importantes variáveis do processo, cargas de sólidos (bagaço de cana-de-açúcar) e de enzimas. As condições foram avaliadas considerando a concentração final de glicose e a produtividade de glicose, bem como alguns fatores inerentes ao processo produtivo industrial. Os experimentos de hidrólise enzimática (pH 4,8, 50 ?C, 48 h) foram realizados em frascos de 250 mL (volume reacional de 50 mL). As cargas de enzimas avaliadas foram de 5, 10 e 20 FPUgBCA e as cargas de sólidos de 5, 10 e 20. Foram avaliadas nove condições operacionais, que compreendem a cada carga de enzimas sendo avaliada para as três cargas de sólidos. Os resultados obtidos demonstraram que o aumento na carga de enzimas e de sólidos resultaram em maiores concentrações finais de glicose (48 h de hidrólise). Considerou-se como melhor resultado obtido, a condição operacional com carga enzimática de 10 FPUgBCA e carga de sólidos de 10, alcançando a concentração de glicose em 48 h de hidrólise de 101,693 ± 8,436 gL.

Abstract: The use of agricultural waste is seen as a promising alternative for the production of biofuels, aiming at both environmental and economic aspects. Among the lignocellulosic biomasses of major importance and availability throughout the national territory, sugarcane bagasse (SB) occupies a prominent position in relation to the production of second generation ethanol. This production involves some additional steps in relation to the production process of first generation ethanol, bringing some challenges in relation to the technical and economical viability of the large-scale production of cellulosic ethanol. One of the most challenging and fundamental steps in the production of lignocellulosic ethanol is the enzymatic hydrolysis, where the conversion of polysaccharides present in the biomass into fermentable sugars is carried out, which by fermentation are converted to ethanol. One of the main challenges involves hydrolysis optimization, in this context, the present study aimed at the studying of different operational conditions in the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse pretreated by steam explosion. In this study, the effects on enzymatic hydrolysis of two important process variables, solids loading (sugarcane bagasse) and enzymes were analyzed. The conditions were evaluated considering the final concentration of glucose and the glucose productivity, as well as some factors inherent to the industrial production process. Enzymatic hydrolysis experiments (pH 4.8, 50 ?C, 48 h) were carried out in 250 mL vials (50 mL reaction volume). The enzyme loading evaluated were 5, 10 and 20 FPUgBCA and the solids loading of 5, 10 and 20. Nine operating conditions were evaluated, which comprise each enzyme loading being evaluated for the three solids loading. The results showed that the increase in enzyme and solids loading resulted in higher final concentrations of glucose (48 h of hydrolysis). The operational result with enzymatic loading of 10 FPUgBCA and solids loading of 10 was considered as the best result obtained, reaching the glucose concentration in 48 h of hydrolysis of 101.693 ± 8.436 gL.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20191201510015

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/44028

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Rodrigo Goncalves e Universidade Federal de Lavras

Baixar arquivo